如圖（a）為一研究電磁感應(yīng)的實驗裝置示意圖，其中電流傳感器（相當(dāng)于一只理想的電流表）能將各時刻的電流數(shù)據(jù)實時通過數(shù)據(jù)采集器傳輸給計算機，經(jīng)計算機處理后在屏幕上同步顯示出圖像。足夠長光滑金屬軌道電阻不計，傾角θ=30°。軌道上端連接有阻值R=1.0Ω的定值電阻，金屬桿MN電阻r=0.5Ω，質(zhì)量m=0.2kg，桿長。在軌道區(qū)域加一垂直軌道平面向下的勻強磁場，讓金屬桿從圖示位置由靜止開始釋放，此后計算機屏幕上顯示出如圖（b）所示的圖像（設(shè)桿在整個運動過程中與軌道垂直，）。試求：

圖（a）                                                 圖（b）
（1）t=0.5s時電阻R的熱功率；
（2）勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小；
（3）估算0~1.2s內(nèi)通過電阻R的電量大小及在R上產(chǎn)生的焦耳熱。
（1）（2）（3）（1.26C~1.33C格均正確）      

試題分析：
解：（1）由I?t圖像可知當(dāng)t=0.5s時，I=1.10A；       
                                            
（2）由圖知，當(dāng)金屬桿達到穩(wěn)定運動時的電流為1.60A，         
桿受力平衡：                                                   
解得                     
（3）1.2s內(nèi)通過電阻的電量為圖線與t軸包圍的面積，由圖知：
總格數(shù)為129格（126~133格均正確）
（1.26C~1.33C格均正確）           
由圖知：1.2s末桿的電流I=1.50A                                       

                

                
                                                    

       
                              
點評：本題電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，關(guān)鍵要理解圖象的物理意義．
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：單選題

一個“∠”形導(dǎo)軌垂直于磁場固定在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，a是與導(dǎo)軌材料相同、粗細相同的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好。在外力作用下，導(dǎo)體棒以恒定速度v向右運動，以導(dǎo)體棒在右圖所示位置的時刻作為時間的零點，下列物理量隨時間變化的圖像可能正確的是

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖甲所示，在光滑水平面上用恒力F拉質(zhì)量為1 kg的單匝均勻正方形銅線框，在1位置以速度v0＝3 m/s進入勻強磁場時開始計時t＝0，此時線框中感應(yīng)電動勢為1 V，在t＝3 s時刻線框到達2位置開始離開勻強磁場.此過程中v-t圖象如圖乙所示，那么（   ）
A．t＝0時線框右側(cè)的邊兩端M、N間電壓為0.25 V
B．恒力F的大小為1.0 N
C．線框完全離開磁場的位置3的瞬時速度為2 m/s
D．線框完全離開磁場的位置3的瞬時速度為1 m/s

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

有一只粗細均勻、直徑為d、電阻為r的光滑金屬圓環(huán)水平放置在磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場中，其俯視圖如圖所示.一根長為d、電阻為r/2的金屬棒始終緊貼圓環(huán)以速度v勻速平動，當(dāng)ab棒運動到圓環(huán)的直徑位置時，說法正確的是
A．ab棒兩端電壓為B．ab棒中的電流為.
C．ab棒受安培力為D．外力對ab棒的功率為

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖甲所示，水平放置的U形金屬導(dǎo)軌寬度為25cm，其電阻不計。阻值為2?的金屬棒與導(dǎo)軌垂直放置。金屬棒與導(dǎo)軌左端相距40cm。勻強磁場與水平面的夾角為30°斜向下，從t=0時刻起磁感應(yīng)強度隨時間的變化如圖乙所示。已知在0~2s內(nèi)金屬棒始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。則下列說法中正確的是（  ）
A．在t=0時，金屬棒所受安培力為零
B．在t=1s時，金屬棒所受安培力為零
C．在t=0與t=2s時，金屬棒所受安培力大小相等
D．在t=0到t=2s時間內(nèi)流過金屬棒橫截面積的電荷量為0.05C

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，處在勻強磁場中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動，磁場方向平行于紙面并與ab垂直．在t＝0時刻，線圈平面與紙面重合，線圈的cd邊離開紙面向外運動．若規(guī)定a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正方向，則下圖能反映線圈感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖線是(　　)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在豎直向上的勻強磁場中，水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所示，當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t發(fā)生如圖乙所示變化時，下圖中正確表示線圈中感應(yīng)電動勢E變化的是(　　)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，光滑的平行導(dǎo)軌P、Q相距L="1" m，處在同一水平面中，導(dǎo)軌的左端接有如圖所示的電路，其中水平放置的電容器兩極板相距d="10" mm，定值電阻，，導(dǎo)軌的電阻不計。磁感應(yīng)強度B=0.4T的勻強磁場豎直向下穿過導(dǎo)軌面。當(dāng)金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運動（開關(guān)S斷開）時，電容器兩極板之間質(zhì)量、帶電荷量的微粒恰好靜止不動；當(dāng)S閉合后，微粒以a="7" m/s2向下做勻加速運動。取g="10" m/s2。求：

（1）金屬棒ab運動的速度大小是多大?電阻是多大?
（2）閉合后，使金屬棒ab做勻速運動的外力的功率是多大?

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖（a）所示，一端封閉的兩條足夠長平行光滑導(dǎo)軌固定在水平面上，相距L，其中寬為L的abdc區(qū)域無磁場，cd右段區(qū)域存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B0,磁場方向垂直于水平面向上；ab左段區(qū)域存在寬為L的均勻分布但隨時間線性變化的磁場B，如圖（b）所示，磁場方向垂直水平面向下。一質(zhì)量為m的金屬棒ab，在t=0的時刻從邊界ab開始以某速度向右勻速運動，經(jīng)時間運動到cd處。設(shè)金屬棒在回路中的電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計。

（1）求金屬棒從邊界ab運動到cd的過程中回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱量Q;
（2）經(jīng)分析可知金屬棒剛進入cd右段的磁場時做減速運動，求金屬棒在該區(qū)域克服安培力做的功W。

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