如圖所示，兩條足夠長的平行金屬導軌相距L，與水平面的夾角為θ，整個空間存在垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B，虛線上方軌道光滑且磁場方向向上，虛線下方軌道粗糙且磁場方向向下。當導體棒EF以初速度v0沿導軌上滑至最大高度的過程中，導體棒MN一直靜止在導軌上。若兩導體棒質(zhì)量均為m、電阻均為R，導軌電阻不計，重力加速度為g，在此過程中導體棒EF上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，

求：
（1）導體棒MN受到的最大摩擦力；
（2）導體棒EF上升的最大高度.

(1) （2）

解析試題分析：(1)根據(jù)右手定則EF向上切割磁感線產(chǎn)生電流方向為E到F，由左手定則知MN受安培力F沿導軌向下，當EF剛上滑時，MN受安培力最大，摩擦力也最大，受力分析如圖所示，

對導體棒EF切割磁感線知：
E=BLv0        ①  
由閉合電路歐姆定律知：
I=          ②
對導體棒MN，由平衡條件得：
mgsinθ+F=Ff    ③
由①②③得導體棒MN受最大摩擦力Ff=
（2）導體棒EF上升過程中，根據(jù)能量守恒定律知：

解得導體棒EF能上升的最大高度h=
考點：切割情況下感應(yīng)電動勢 閉合電路歐姆定律 安培力 物體平衡條件

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象之后，又發(fā)明了世界上第一臺發(fā)電機──法拉第圓盤發(fā)電機，揭開了人類將機械能轉(zhuǎn)化為電能并進行應(yīng)用的序幕。法拉第圓盤發(fā)電機的原理如圖所示，將一個圓形金屬盤放置在電磁鐵的兩個磁極之間，并使盤面與磁感線垂直，盤的邊緣附近和中心分別裝有與金屬盤接觸良好的電刷A、B，兩電刷與靈敏電流計相連。當金屬盤繞中心軸按圖示方向轉(zhuǎn)動時，則電刷A的電勢      電刷B的電勢（填高于、低于或等于）；若僅提高金屬盤轉(zhuǎn)速，靈敏電流計的示數(shù)將     ；（填增大、減小或不變）；若僅將滑動變阻器滑動頭向左滑，靈敏電流計的示數(shù)將     （填增大、減小或不變）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（本題10分） 如圖所示，長為a、寬為b的矩形線框有n匝，每匝線圈電阻為R，對稱軸MN的左側(cè)處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中。第一次將線框從磁場中以速度v勻速拉出；第二次讓線框以＝2v/b的角速度轉(zhuǎn)過90o角。求：
（1）前后兩次通過線框?qū)Ь�橫截面的電荷量之比q1：q2
（2）前后兩次線框的發(fā)熱功率之比P1：P2

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖甲所示，足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ所在平面與水平面成30°角，兩導軌的間距l(xiāng)＝0.50 m，一端接有阻值R＝1.0 Ω的電阻．質(zhì)量m＝0.10 kg的金屬棒ab置于導軌上，與導軌垂直，電阻r＝0.25 Ω.整個裝置處于磁感應(yīng)強度B＝1. 0 T的勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向下．t＝0時刻，對金屬棒施加一平行于導軌向上的外力F，使之由靜止開始運動，運動過程中電路中的電流隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示．電路中其他部分電阻忽略不計，g取10 m/s2.求：
　
(1)4.0 s末金屬棒ab瞬時速度的大��；
(2)3.0 s末力F的瞬時功率；
(3)已知0～4.0 s時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為0.64 J，試計算F對金屬棒所做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（13分）如圖甲所示，均勻的金屬圓環(huán)環(huán)面積s=0.5m2，電阻r=0.1Ω，環(huán)上開一小口，用不計電阻的導線接一R=0.4Ω的電阻。與環(huán)同心的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直與環(huán)平面的勻強磁場，當磁場的磁感應(yīng)強度B按圖乙所示規(guī)律變化時（規(guī)定磁場垂直環(huán)面向外時B為正），求:
(1).環(huán)上感應(yīng)電動勢的大��；   (2).A、B兩點的電勢差；   (3).在0~4s內(nèi)，通過R的電量.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）如圖甲所示，電阻不計的“”形光滑導體框架水平放置，導體框處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B=1T，有一導體棒AC橫放在框架上且與導體框架接觸良好，其質(zhì)量為m=0．2kg，電阻為R=0．8，現(xiàn)用絕緣輕繩拴住導體棒，輕繩的右端通過光滑的定滑輪繞在電動機的轉(zhuǎn)軸上，左端通過另一光滑的定滑輪與物體D相連，物體D的質(zhì)量為M=0．2kg，電動機內(nèi)阻r=1。接通電路后電壓表的讀數(shù)恒為U=10V,電流表讀數(shù)恒為I=1A，電動機牽引原來靜止的導體棒AC平行于EF向右運動，其運動位移x隨時間t變化的圖象如圖乙所示，其中OM段為曲線，MN段為直線。（取g=10m/s2）求：

（1）電動機的輸出功率；
（2）導體框架的寬度； 
（3）導體棒在變速運動階段產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖所示，光滑的金屬導軌間距為L，導軌平面與水平面成α角，導軌下端接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的金屬細桿ab與絕緣輕質(zhì)彈簧相連靜止在導軌上，彈簧勁度系數(shù)為k，上端固定，彈簧與導軌平面平行，整個裝置處在垂直于導軌平面斜向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B．現(xiàn)給桿一沿軌道向下的初速度v0，桿向下運動至速度為零后，再沿軌道平面向上運動達最大速度v1，然后減速為零，再沿軌道平面向下運動……一直往復運動到靜止（導軌與金屬桿的電阻忽略不計）．試求：

（1）細桿獲得初速度瞬間，通過R的電流I
（2）當桿速度為v1時離最初靜止時位置的距離L1
（3）桿由初速度v0開始運動直到最后靜止，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(6分)如圖所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距l(xiāng)=1m，兩軌道之間用R=3Ω的電阻連接，一質(zhì)量m=0.5kg、電阻r=1Ω的導體桿與兩軌道垂直，靜止放在軌道上，軌道的電阻可忽略不計。整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上，現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導體桿，當拉力達到最大時，導體桿開始做勻速運動，當位移s=2.5m時撤去拉力，導體桿又滑行了一段距離s' 后停下，在滑行s' 的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為12J。求：

（1）拉力F作用過程中，通過電阻R上電量q；
（2）導體桿運動過程中的最大速度vm；

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

2013年9月25日，我國“神舟七號”載人飛船發(fā)射成功，在離地面大約200 km的太空運行．假設(shè)載人艙中有一邊長為50 cm的正方形導線框，在宇航員操作下由水平方向轉(zhuǎn)至豎直方向，此時地磁場磁感應(yīng)強度，方向如右圖．

(1)該過程中磁通量的改變量是多少？
(2)該過程線框中有無感應(yīng)電流？設(shè)線框電阻為R＝0.1 Ω，若有電流則通過線框的電荷量是多少？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

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