質(zhì)量為M，電阻為R的薄金屬條制成邊長為L的閉合正方形框abb´a´。如圖所示，金屬方框水平放在磁極的狹縫間，方框平面與磁場方向平行。設(shè)勻強(qiáng)磁場僅存在于相對磁極之間，其他地方的磁場忽略不計(jì)�？烧J(rèn)為方框的aa´邊和bb´邊都處在磁極間，極間磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。方框從靜止開始釋放，其平面在下落過程中保持水平（不計(jì)空氣阻力）

 

（1）求方框下落的最大速度vm（設(shè)磁場區(qū)域在豎直方向足夠長）；

（2）當(dāng)方框下落的加速度為g/2時(shí)，求方框的發(fā)熱功率P；

（3）已知方框下落的時(shí)間為t時(shí)，下落的高度為h，其速度為vt（vt<vm）。求此過程中方框中產(chǎn)生的熱量。（根據(jù)能量守恒定律）

（4）若在同一時(shí)間t內(nèi)，方框內(nèi)產(chǎn)生的熱與一恒定電流I0在該框內(nèi)產(chǎn)生的熱相同，求恒定電流I0的表達(dá)式。

 

【答案】

（1）（2）（3）（4）

【解析】（1）方框下落速度為v時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢 

感應(yīng)電流                          

方框下落過程，受到重力G及安培力F， ，方向豎直向下

  ，方向豎直向下

 當(dāng)F=G時(shí)，方框達(dá)到最大速度，即v=vm 則 

方框下落的最大速度   

（2）方框下落加速度為時(shí)，有，則   

方框的發(fā)熱功率   

（3）根據(jù)能量守恒定律，有 

（4）  則

 

練習(xí)冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖甲所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的金屬長直導(dǎo)軌，間距為d，處在大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中．一根質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒ef與P、Q導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．質(zhì)量為M的正方形金屬框abcd，邊長為L，每邊電阻均為r，用細(xì)線懸掛在豎直平面內(nèi)，ab邊水平，線框的a、b兩點(diǎn)通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，金屬框上半部分處在大小為B、方向垂直框面向里的勻強(qiáng)磁場中，下半部分處在大小也為B，方向垂直框面向外的勻強(qiáng)磁場中，不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對a、b點(diǎn)的作用力．現(xiàn)用一電動(dòng)機(jī)以恒定功率沿導(dǎo)軌方向水平牽引導(dǎo)體棒ef向左運(yùn)動(dòng)，從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)，懸掛線框的細(xì)線拉力T隨時(shí)間的變化如圖乙所示，求：
（1）t0時(shí)間以后通過ab邊的電流；
（2）t0時(shí)間以后導(dǎo)體棒ef運(yùn)動(dòng)的速度；
（3）電動(dòng)機(jī)的牽引力功率P．

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科目：高中物理 來源： 題型：

質(zhì)量為M，電阻為R的薄金屬條制成邊長為L的閉合正方形框abb´a´。如圖所示，金屬方框水平放在磁極的狹縫間，方框平面與磁場方向平行。設(shè)勻強(qiáng)磁場僅存在于相對磁極之間，其他地方的磁場忽略不計(jì)�？烧J(rèn)為方框的aa´邊和bb´邊都處在磁極間，極間磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。方框從靜止開始釋放，其平面在下落過程中保持水平（不計(jì)空氣阻力）

 

（1）求方框下落的最大速度vm（設(shè)磁場區(qū)域在豎直方向足夠長）；

（2）當(dāng)方框下落的加速度為g/2時(shí)，求方框的發(fā)熱功率P；

（3）已知方框下落的時(shí)間為t時(shí)，下落的高度為h，其速度為vt（vt<vm）。求此過程中方框中產(chǎn)生的熱量。（根據(jù)能量守恒定律）

（4）若在同一時(shí)間t內(nèi)，方框內(nèi)產(chǎn)生的熱與一恒定電流I0在該框內(nèi)產(chǎn)生的熱相同，求恒定電流I0的表達(dá)式。

 

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年北京市育園中學(xué)高二下學(xué)期期中考試物理試題（帶解析） 題型：計(jì)算題

質(zhì)量為M，電阻為R的薄金屬條制成邊長為L的閉合正方形框abb´a´。如圖所示，金屬方框水平放在磁極的狹縫間，方框平面與磁場方向平行。設(shè)勻強(qiáng)磁場僅存在于相對磁極之間，其他地方的磁場忽略不計(jì)�？烧J(rèn)為方框的aa´邊和bb´邊都處在磁極間，極間磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。方框從靜止開始釋放，其平面在下落過程中保持水平（不計(jì)空氣阻力）

（1）求方框下落的最大速度vm（設(shè)磁場區(qū)域在豎直方向足夠長）；
（2）當(dāng)方框下落的加速度為g/2時(shí)，求方框的發(fā)熱功率P；
（3）已知方框下落的時(shí)間為t時(shí)，下落的高度為h，其速度為vt（vt<vm）。求此過程中方框中產(chǎn)生的熱量。（根據(jù)能量守恒定律）
（4）若在同一時(shí)間t內(nèi)，方框內(nèi)產(chǎn)生的熱與一恒定電流I0在該框內(nèi)產(chǎn)生的熱相同，求恒定電流I0的表達(dá)式。

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，線圈生產(chǎn)車間的傳送帶不停地水平傳送邊長為L、質(zhì)量為m、電阻為R 的正方形線圈，傳送帶與線圈間的動(dòng)摩擦因數(shù)為µ。在傳送帶的左端線圈無初速度地落在以恒定速度v 勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上，經(jīng)過一段時(shí)間，達(dá)到與傳送帶相同的速度v 后，線圈與傳送帶保持相對靜止。然后通過一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的豎直向上的勻強(qiáng)磁場．已知每兩個(gè)線圈間保持距離L 不變，勻強(qiáng)磁場的寬度為3L。求：

（1）每個(gè)線圈相對傳送帶滑動(dòng)的距離；

（2）每個(gè)線圈通過磁場區(qū)域產(chǎn)生的焦耳熱；

（3）傳送帶傳送線圈的總功率．

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