（18分）
如圖甲所示，CDE是固定在絕緣水平面上的光滑金屬導(dǎo)軌，CD=DE=L，∠CDE=60°，CD和DE單位長度的電阻均為r0，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。    MN是絕緣水平面上的一根金屬桿，其長度大于L，電阻可忽略不計�，F(xiàn)MN在向右的水平拉力作用下以速度v0。在CDE上勻速滑行。MN在滑行的過程中始終與CDE接觸良好，并且與C、E所確定的直線平行。
（1）求MN滑行到C、E兩點時，C、D兩點電勢差的大��；
（2）推導(dǎo)MN在CDE上滑動過程中，回路中的感應(yīng)電動勢E與時間t的關(guān)系表達(dá)式；
（3）在運(yùn)動學(xué)中我們學(xué)過：通過物體運(yùn)動速度和時間的關(guān)系圖線（v – t 圖）可以求出物體運(yùn)動的位移x，如圖乙中物體在0 – t0。時間內(nèi)的位移在數(shù)值上等于梯形Ov0Pt的面積。通過類比我們可以知道：如果畫出力與位移的關(guān)系圖線（F—x圖）也可以通過圖線求出力對物體所做的功。
請你推導(dǎo)MN在CDE上滑動過程中，MN所受安培力F安與MN的位移x的關(guān)系表達(dá)式，并用F安與x的關(guān)系圖線求出MN在CDE上整個滑行的過程中，MN和CDE構(gòu)成的回路所產(chǎn)生的焦耳熱。
（1）
（2）
（3）；
（1）MN滑行到C、E兩點時，在加路中的長度等于L，此時回路中的感應(yīng)電動勢

由于MN的電阻忽略不計，CD和DE的電阻相等，
所以C、D兩點電勢差的大小

（2）設(shè)經(jīng)過時間t運(yùn)動到如圖所示位置，此時桿在回路中的長度


電動勢
  6分
（3）在第（2）題圖示位置時，回路中的電阻

回路中的電流
即回路中的電流為一常量。
此時安培力的大小

由于MN在CDE上滑動時的位移

所以

所以安培力的大小隨位移變化的圖線（F安-x）如圖所示

所以在MN在CDE上的整個滑行過程中，安培力所做的功

根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律
回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q等于安培力所做的功，即
  8分
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）、如圖所示，在一光滑水平的桌面上，放置一質(zhì)量為M，寬為L的足夠長“U”型框架，其ab部分電阻為R，框架其它部分的電阻不計。垂直框架兩邊放一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒cd，它們之間的動摩擦因數(shù)為μ，棒通過細(xì)線跨過一定滑輪與勁度系數(shù)為k 的另一端固定的輕彈簧相連。開始彈簧處于自然狀態(tài)，框架和棒均靜止�，F(xiàn)在讓框架在大小為2μmg的水平拉力作用下，向右做加速運(yùn)動，引起棒的運(yùn)動可看成是緩慢的。水平桌面位于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。
問：（1）框架和棒剛開始運(yùn)動的瞬間，框架的加速度為多大？
（2）框架最后做勻速運(yùn)動（棒處于靜止?fàn)顟B(tài)）時的速度多大？
（3）若框架通過位移S后開始勻速，已知彈簧的彈性勢能的表達(dá)式為kx2/2（x為彈簧的形變量），則在框架通過位移S的過程中，回路中產(chǎn)生的電熱為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（滿分12分）如圖所示，寬度為L的金屬框架豎直固定在絕緣地面上，框架的上端接有一特殊的電子元件，如果將其作用等效成一個電阻，則其阻值與其兩端所加的電壓成正比，即等效電阻，式中k為恒量�？蚣苌嫌幸毁|(zhì)量為m的金屬棒水平放置，金屬棒與光滑框架接觸良好，離地高為h，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與框架平面垂直。將金屬棒由靜止釋放，棒沿框架向下運(yùn)動。其它電阻不計，問：
（1）金屬棒運(yùn)動過程中，流過棒的電流多大？方向如何？
（2）金屬棒經(jīng)過多長時間落到地面？
（3）金屬棒從釋放到落地過程中在電子元件上消耗的電能多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖甲所示，空間有一寬為2L的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外.abcd是由均勻電阻絲做成的邊長為L的正方形線框，總電阻為R.線框以垂直磁場邊界的速度v勻速通過磁場區(qū)域.在運(yùn)動過程中，線框ab、cd兩邊始終與磁場邊界平行.線框剛進(jìn)入磁場的位置x=0，x軸沿水平方向向右.求:
(1)cd邊剛進(jìn)入磁場時，ab兩端的電勢差，并指明哪端電勢高；
(2)線框穿過磁場的過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱；
(3)在下面的乙圖中，畫出ab兩端電勢差Uab隨距離變化的圖象.其中U0=BLv0.
 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

圖6，金屬棒P從高h(yuǎn)處以速度v0沿光滑弧形平行導(dǎo)軌下滑，進(jìn)入軌道的水平部分后，在自下而上垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.在軌道的水平部分原來靜止放著另一根金屬棒Q，已知mP∶mQ=3∶4，假設(shè)導(dǎo)軌足夠長.試問:

（1）當(dāng)P棒進(jìn)入磁場后，P、Q棒各做什么運(yùn)動？?
（2）P棒剛進(jìn)入磁場時，P、Q兩棒加速度之比為多少？?
（3）若兩棒始終沒有碰撞，求P和Q的最大速度；?
（4）在整個過程中回路中消耗的電能是多少？（已知mP）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖18所所示，矩形線圈abcd長、寬為，匝數(shù)為，在磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場中繞其軸線以角速度做勻速轉(zhuǎn)動：
（1）求線圈中交變電動勢的最大值和有效值？
（2）求此交變電動勢的周期？
（3）從圖中位置開始計時，求末線圈內(nèi)的電動勢？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（10分）如圖所示，在B=0.2特的勻強(qiáng)磁場中，一根長為L=0.5米的導(dǎo)線ab沿光滑導(dǎo)軌向右以V=10米/秒的速度勻速滑動，R1=R2=1歐，導(dǎo)線ab和導(dǎo)軌的電阻不計，求磁場對導(dǎo)線ab的作用力。              

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

世界上海拔最高、線路最長的青藏鐵路全線通車，青藏鐵路安裝的一種電磁裝置可以向控制中心傳輸信號，以確定火車的位置和運(yùn)動狀態(tài)，其原理是將能產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場的磁鐵安裝在火車首節(jié)車廂下面，如圖甲所示（俯視圖），當(dāng)它經(jīng)過安放在兩鐵軌間的線圈時，線圈便產(chǎn)生一個電信號傳輸給控制中心．線圈邊長分別為l1和l2，匝數(shù)為n，線圈和傳輸線的電阻忽略不計．若火車通過線圈時，控制中心接收到線圈兩端的電壓信號u與時間t的關(guān)系如圖乙所示（ab、cd均為直線），t1、t2、t3、t4是運(yùn)動過程的四個時刻，則火車（   ）
A．在t1~t2時間內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動
B．在t3~t4時間內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動
C．在t1~t2時間內(nèi)加速度大小為
D．在t3~ t4時間內(nèi)平均速度的大小為

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，半徑為R的金屬圓環(huán)，處于磁感強(qiáng)度為B，方向垂直于環(huán)平面的勻強(qiáng)磁場中，一根金屬桿ab在圓環(huán)上沿圓環(huán)平面在拉力的作用下以速度v勻速向右運(yùn)動。設(shè)金屬圓環(huán)和桿的單位長度的電阻均為，當(dāng)ab滑至圖示位置時，求拉力的瞬時功率P=？

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