1．有一邊長為L的正方形導線框，質(zhì)量為m，由高度H處自由下落，如圖所示，其下邊ab進入勻強磁場區(qū)域后，線圈開始減速運動，直到其上邊cd剛好穿出磁場時，速度減為ab邊剛進入磁場時速度的一半，此勻強磁場的寬度也是L，求：
（1）線框ab邊剛進入磁場時，線框的速度．
（2）線框在穿越勻強磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱大�。�

分析 （1）先根據(jù)自由落體運動的規(guī)律求出線框ab邊剛進入磁場時速度．
（2）線框穿越勻強磁場過程中機械能減小轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再對整個過程，運用能量守恒定律求解電熱．

解答 解：（1）設(shè)線框ab邊剛進入磁場時速度大小為v，根據(jù)機械能守恒定律得：mgH=$\frac{1}{2}$mv2
解得：v=$\sqrt{2gH}$；
（2）從線框進入磁場到cd剛穿出勻強磁場的過程，根據(jù)能量守恒定律得：$\frac{1}{2}$mv2+mg•2L=Q+$\frac{1}{2}$m（$\frac{1}{2}$v）2，
解得：Q=$\frac{3}{4}$mgH+2mgL；
答：（1）線框ab邊剛進入磁場時，線框的速度為$\sqrt{2gH}$．
（2）線框在穿越勻強磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱大小為：$\frac{3}{4}$mgH+2mgL．

點評 本題是運用能量守恒定律處理電磁感應(yīng)中能量問題，關(guān)鍵要正確分析能量是如何轉(zhuǎn)化的；應(yīng)用自由落體運動規(guī)律與能量守恒定律可以解題．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

19．某制片組使用熱氣球進行拍攝．已知氣球、座艙、壓艙物、攝影器材及人 員的總質(zhì)量為900kg，在空中停留一段時間后由于某種故障，氣球受到的空氣浮力減小，減小一定量后恒定．當攝影師發(fā)現(xiàn)氣球在豎直下降時，氣球速度已為 2m/s，此后 4s 時 間內(nèi)，氣球勻加速下降了16m，此時攝影師立即拋掉一些壓艙物，使氣球勻減速下降20m，速度減小到 2m/s，不考慮氣球由于運動而受到的空氣阻力，重力加速度 g 取 10m/s2．求：
（1）氣球勻加速下降階段的加速度大�。�
（2）氣球勻減速下降階段的加速度大�。�
（3）拋掉的壓艙物的質(zhì)量．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

20．如圖所示，豎直平面內(nèi)半徑為R=0.5m的光滑半圓環(huán)與水平軌道AB平滑連接，質(zhì)量m=0.2kg的小球以一定初速度從A點出發(fā)沿水平軌道向左運動，到圓環(huán)軌道最低點B后，小球沖上圓環(huán)恰能維持在圓環(huán)上做圓周運動，通過最高點C水平飛出，最后落到水平軌道上．（取g=10m/s2）求：
（1）小球在B點對半圓軌道的壓力
（2）小球飛出點到落地點的水平位移．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．如圖所示，兩根平行金屬導軌a、b平行放置在斜面M上，導軌之間的距離為L，在導軌的下方連接有一個阻值為R的電阻，兩導軌間有垂直于導軌平面向上的勻強磁場，有一個質(zhì)量為m的金屬桿垂直置于兩導軌之上，與兩導軌接觸，但無摩擦，金屬桿在導軌間的電阻為R0，將金屬桿系在一個輕質(zhì)細線上，細線跨過固定在斜面體頂端的一光滑定滑輪與一質(zhì)量為4m的物塊相連，一開始金屬桿位于距離地面高為$\frac{{h}_{0}}{2}$處，將物塊由靜止釋放，物塊開始下落，物塊下落h高度后，與金屬桿一起做勻速運動．設(shè)一開始磁場的磁感應(yīng)強度為B0，已知斜面傾角為θ=30°，重力加速度為g，試求：
（1）金屬桿做勻速運動的速度；
（2）物塊下落h的過程中，金屬桿上產(chǎn)生的熱量和通過R的電荷量；
（3）設(shè)金屬桿做勻速運動的速度為v0，從物塊下滑h后開始計時，設(shè)此時t=0，從t=0開始，由于磁場減弱，R中無電流通過，試寫出B隨t變化的關(guān)系式．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

16．如圖甲所示，足夠長的光滑U形導軌處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，其寬度L=1m，所在平面與水平面的夾角為θ=53°，上端連接一個阻值為R=0.40Ω的電阻，現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.05kg、有效電阻為r=0.30Ω的金屬桿ab沿框架由靜止下滑，并與兩導軌始終保持垂直且良好接觸，其沿著導軌的下滑距離x與時間t的關(guān)系如圖乙所示，圖象中的OA段為曲線，AB段為直線，導軌電阻不計，g=10m/s2（忽略ab棒運動過程中對原磁場的影響），下列說法正確的是（　�。�
A．導體棒下滑過程中，A點電勢低于C點電勢
B．磁感應(yīng)強度B的大小為0.2T
C．金屬棒ab在開始運動的1.5s內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量為1.575J
D．金屬桿ab在開始運動的1.5s內(nèi)，通過電阻R的電荷量為2C

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．如圖所示，光滑U形金屬框架放在水平面內(nèi)，上面放置一導體棒，有勻強磁場B垂直框架所在平面，當B發(fā)生變化時，發(fā)現(xiàn)導體棒向右運動，下列判斷正確的是（　　）
①棒中電流從b→a     ②棒中電流從a→b
③B逐漸增大          ④B逐漸減�。�
A．①③B．②④C．①④D．②③

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

13．如圖所示，間距為L=0.5m足夠長的平行金屬導軌放置在與水平面間夾角為θ=37°的絕緣斜面上，導軌的上端連接有一個R=4Ω的電阻．有一個勻強磁場垂直于導軌平面向上，磁感應(yīng)強度為B0=1T．將一根質(zhì)量為m=0.05kg、長度為L的金屬棒ab放置在導軌上并與其垂直，且與導軌接觸良好，金屬棒的電阻r=1Ω，導軌的電阻不計．從導軌的頂端．由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導軌向下運動．已知金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，當金屬棒向下滑行s=3m時達到穩(wěn)定速度，則：（不計初始狀態(tài)下導體棒與導軌頂端的間距，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）金屬棒達到的穩(wěn)定速度是多大？
（2）金屬棒沿導軌下滑距離為s的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．如圖所示，邊長為2L的等邊三角形內(nèi)分布有垂直于紙面向外的勻強磁場，它的底邊在x軸上，紙面內(nèi)一底角為60°、高為$\sqrt{3}$L、底邊長為3L的等腰梯形導線框沿x軸正方向做勻速直線運動并穿過磁場區(qū)域，導線框電阻均勻，在t=0時刻恰好位于圖中所示的位置，以順時針方向為導線框中電流的正方向，下列能夠正確表示電流-位移（I-x）關(guān)系的是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．下圖中標出了磁感應(yīng)強度B、電流I和其所受安培力F的方向，其中正確的是（　　）
A．B．C．D．

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