如圖所示，長度都為L的兩金屬棒C、D兩端分別連接兩根輕質的細軟導線，懸掛在水平固定光滑絕緣的圓柱體兩側，空間存在兩個邊界水平、上下高度都為d的兩個勻強磁場區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，磁場方向與金屬棒及其兩端的豎直導線所確定的平面垂直，磁感應強度均為B，C的質量為2m，D的質量為m，C、D的電阻都為R，導線電阻不計，讓兩金屬棒從靜止（軟導線棚緊）開始釋放，經(jīng)過一段時間，C剛進入Ⅰ區(qū)磁場，而D尚未進入Ⅱ區(qū)磁場，從此時開始直到D離開Ⅰ區(qū)磁場，C、D都做勻速直線運動。求：

⑴C進入磁場之前，每根導線中的張力T

⑵釋放的位置，C離Ⅰ區(qū)磁場上邊緣的距離h

⑶全過程中產生的焦耳熱Q

⑷全過程中動過導線截面的電量q


解析：⑴對C：……………………………………①

  對D：…②

由①②解得：……………………………………③

             ………………………………………④

磁場中速度為v，則回路中電動勢：……⑤

                        回路中電流：………⑥

                        C棒所受安培力：…⑦

C進入磁場前的過程：……………………………⑧

C在磁場中且D尚未進入磁場時，由于都勻速運動，則：

        ……………………………………⑨

聯(lián)立④⑤⑥⑦⑧⑨解得：

（3）由題意得，兩磁場的間隔大小也為d

由能量轉化與守恒定律得 ：

(4)


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：


地球和某行星在同一軌道平面內同向繞太陽做勻速圓周運動。地球的軌道半徑為R=1.50×1011m，運轉周期為T=3.16×107s。地球和太陽中心的連線與地球和行星的連線所夾的角叫地球對該行星的觀察視角（簡稱視角）。當行星處于最大視角處時，是地球上的天文愛好者觀察該行星的最佳時期，如圖甲或圖乙所示，該行星的最大視角θ=14.5°。求：

（1）該行星的軌道半徑r和運轉周期T1（sin14.5°=0.25，最終計算結果均保留兩位有效數(shù)字）

（2）若已知地球和行星均為逆時針轉動，以圖甲和圖乙為初始位置，分別經(jīng)過多少時間能再次出現(xiàn)觀測行星的最佳時期。（最終結果用T、T1、θ 來表示）

     

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科目：高中物理 來源： 題型：


如下圖所示，空間存在著一個范圍足夠大的豎直向下的勻強磁場，磁場的磁感強度大小為B．邊長為l的正方形金屬框abcd（下簡稱方框）放在光滑的水平地面上，其外側套著一個與方框邊長相同的U型金屬框架MNPQ（僅有MN、NQ、QP三條邊，下簡稱U型框），U型框與方框之間接觸良好且無摩擦．兩個金屬框每條邊的質量均為m，每條邊的電阻均為r．

　　     

（1）將方框固定不動，用力拉動U型框使它以速度垂直NQ邊向右勻速運動，當U型框的MP端滑至方框的最右側（如圖乙所示）時，方框上的bd兩端的電勢差為多大?此時方框的熱功率為多大?

（2）若方框不固定，給U型框垂直NQ邊向右的初速度，如果U型框恰好不能與方框分離，則在這一過程中兩框架上產生的總熱量為多少?

（3）若方框不固定，給U型框垂直NQ邊向右的初速度v（），U型框最終將與方框分離．如果從U型框和方框不再接觸開始，經(jīng)過時間t后方框的最右側和U型框的最左側之間的距離為s．求兩金屬框分離后的速度各多大．

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖，光滑的平行金屬導軌水平放置，電阻不計，導軌間距為l，左側接一阻值為R的電阻。區(qū)域cdef內存在垂直軌道平面向下的有界勻強磁場，磁場寬度為s。一質量為m，電阻為r的金屬棒MN置于導軌上，與導軌垂直且接觸良好，受到F＝0.5v＋0.4（N）（v為金屬棒運動速度）的水平力作用，從磁場的左邊界由靜止開始運動，測得電阻兩端電壓隨時間均勻增大。（已知l＝1m，m＝1kg，R＝0.3W，r＝0.2W，s＝1m）

（1）分析并說明該金屬棒在磁場中做何種運動；

（2）求磁感應強度B的大��；

（3）若撤去外力后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足v＝v0－x，且棒在運動到ef處時恰好靜止，則外力F作用的時間為多少？

（4）若在棒未出磁場區(qū)域時撤去外力，畫出棒在整個運動過程中速度隨位移的變化所對應的各種可能的圖線。

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科目：高中物理 來源： 題型：


磁流體推進船的動力來源于電流與磁場間的相互作用。圖1是平靜海面上某實驗船的示意圖，磁流體推進器由磁體、電極和矩形通道（簡稱通道）組成。

如圖2所示，通道尺寸、、。工作時，在通道內沿z軸正方向加的勻強磁場；沿x軸負方向加勻強電場，使兩金屬板間的電壓；海水沿y軸方向流過通道。已知海水的電阻率

（1）船靜止時，求電源接通瞬間推進器對海水推力的大小和方向；

（2）船以的速度勻速前進。若以船為參照物，海水以的速率涌入進水口，由于通道的截面積小于進水口的截面積，在通道內海水速率增加到。求此時兩金屬板間的感應電動勢U感；

（3）船行駛時，通道中海水兩側的電壓按U感計算，海水受到電磁力的80%可以轉化為對船的推力。當船以的速度勻速前進時，求海水推力的功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，一長為L的薄壁玻璃管放置在水平面上，在玻璃管的a端放置一個直徑比玻璃管直徑略小的小球，小球帶電荷量為-q、質量為m。玻璃管右邊的空間存在方向豎直向上、磁感應強度為B的勻強磁場。磁場的左邊界與玻璃管平行，右邊界足夠遠。玻璃管帶著小球以水平速度v0垂直于左邊界向右運動，由于水平外力的作用，玻璃管進入磁場后速度保持不變，經(jīng)一段時間后小球從玻璃管b端滑出并能在水平面內自由運動，最后從左邊界飛離磁場。設運動過程中小球的電荷量保持不變，不計一切阻力。求：

(1) 小球從玻璃管b端滑出時速度的大�。�

(2) 從玻璃管進入磁場至小球從b端滑出的過程中，外力F隨時間t變化的關系；

(3) 小球飛離磁場時速度的方向。

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科目：高中物理 來源： 題型：


當小車向右做勻加速運動時，兩個小球的受力情況（     ）

（A）A球受3個力作用，B球受2個力作用 

（B）A球受2個力作用，B球受3個力作用

（C）A球受3個力作用，B球受3個力作用 

（D）A球受2個力作用，B球受2個力作用

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10:1，副線圈接有電壓表、光敏電阻R(其阻值隨光強增大而減小)、“12V、6W”的小燈泡D。電流表、電壓表均為理想電表。原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電壓u，下列說法正確的是

A．電壓u的頻率為100 Hz

B．電壓表的示數(shù)為22V

C．照射R的光變弱時，電流表的示數(shù)變大

D．調節(jié)照射R的光強度，可以使燈泡D正常發(fā)光

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，長為R的輕桿，一端固定有一質量為m的小球，另一端連接在光滑轉軸O上，使小球在豎直平面內做圓周運動，小球在最高點時（  ）

A.小球的最小速度v最小=

B.小球所需的向心力隨此時速度v增加而變大

C.桿對球的作用力隨此時的速度v增加而變大

D.桿對球的作用力方向可能與球的重力方向相反

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