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    如圖甲所示，一正方形單匝線框abcd放在光滑絕緣水平面上，線框邊長為L、質(zhì)量為m、電阻為R，該處空間存在一方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，其右邊界MN平行于ab，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示，已知
    t0
    時(shí)刻B=
    B0
    ．問：
    （1）若線框保持靜止，則在時(shí)間
    t0
    內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為多少？
    （2）若線框從零時(shí)刻起，在一水平拉力作用下由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，加速度大小為a，經(jīng)過時(shí)間
    t0
    線框cd邊剛要離開邊界MN，則在此過程中拉力做的功為多少？（設(shè)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為I）
    王怡同學(xué)解法：由勻加速直線運(yùn)動規(guī)律，經(jīng)過時(shí)間
    t0
    線框的位移為s=
    1
    2
    a
    t20
    ；由牛頓第二定律：F-
    B0
    IL=ma；所以W=Fs=
    1
    2
    m
    a2
    t20
    +
    1
    2
    B0
    ILa
    t20
    ．你認(rèn)為王怡同學(xué)的解法是否正確，若不正確，請你寫出正確的解法．
    			
    


			
    

		
    
		
		
	
    
		
    
			
    
				
    
				
    （1）線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E=
    △φ
    △t
    =
    L2B0
    t0
    ，
    感應(yīng)電流為 I=
    E
    R
    =
    L2B0
    Rt0
    ．
    故在時(shí)間
    t0
    內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為Q=I2Rt0=
    L4
    B20
    Rt0

    （2）王怡同學(xué)解法不正確．
    正確解法：由勻速直線運(yùn)動規(guī)律，經(jīng)過時(shí)間t0線框的位移 s=
    1
    2
    a
    t20

    線框處在勻強(qiáng)磁場中所受的安培力的合力為零，則根據(jù)牛頓第二定律得；F=ma，
    所以W=Fs=
    1
    2
    ma2
    t20

    答：
    （1）若線框保持靜止，則在時(shí)間
    t0
    內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為
    L4
    B20
    Rt0
    ．
    （2）王怡同學(xué)的解法不正確，正確解法見上．
    				
    
							
    
			
    
			
    
			
			
    
		
    
	
    

		
    

		





			
    
		
    
		
				
    
				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
			
    

						
    一閉合線圈垂直置于勻強(qiáng)磁場中，若磁感應(yīng)強(qiáng)度如圖所示，則線圈中的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖線是下圖中的（　�。�
    A．B．C．D．

    

			
    

			
    
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				科目：高中物理
				來源：不詳
				題型：問答題
			
    

						
    （A）兩根足夠長的光滑的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L，電阻不計(jì)，上端接有如圖所示的電路，電路中各電阻的阻值均為R，電容器的電容為C．有一個(gè)質(zhì)量為m、長度為L、電阻同也為R的導(dǎo)體棒ab，水平跨接在兩金屬導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好且可無摩擦地滑動．空間存在著垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B．導(dǎo)體棒在豎直向上的拉力作用下，以速度v勻速向上運(yùn)動，已知重力加速度為g，不計(jì)空氣的阻力．求：
    （1）拉力F的大�。�
    （2）在ab向上運(yùn)動距離為h的過程中整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q；
    （3）電容器左右兩板那一板帶正電，所帶的電荷量q為多少？
    

			
    

			
    
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				科目：高中物理
				來源：不詳
				題型：填空題
			
    

						
    水平面中的平行導(dǎo)軌P、Q相距L，它們的右端與電容為C的電容器的兩塊極板分別相連如圖所示，直導(dǎo)線ab放在P、Q上與導(dǎo)軌垂直相交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場豎直向下穿過導(dǎo)軌面．若發(fā)現(xiàn)與導(dǎo)軌P相連的電容器極板上帶負(fù)電荷，則ab向______沿導(dǎo)軌滑動；如電容器的帶電荷量為Q，則ab滑動的速度v=______．
    

			
    

			
    
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				科目：高中物理
				來源：不詳
				題型：問答題
			
    

						
    如圖所示，水平地面上方有一高度為H、上、下水平界面分別為PQ、MN的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．矩形導(dǎo)線框ab邊長為l1，bc邊長為l2，導(dǎo)線框的質(zhì)量為m，電阻為R．磁場方向垂直于線框平面向里，磁場高度H＞l2．線框從某高處由靜止落下，當(dāng)線框的cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，線框的加速度方向向下、大小為
    3g
    5
    ；當(dāng)線框的cd邊剛離開磁場時(shí)，線框的加速度方向向上、大小為
    g
    5
    ．在運(yùn)動過程中，線框平面位于豎直平面內(nèi)，上、下兩邊總平行于PQ．空氣阻力不計(jì)，重力加速度為g．求：
    （1）線框的cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，通過線框?qū)Ь�中的電流；
    （2）線框的ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)線框的速度大��；
    （3）線框abcd從全部在磁場中開始到全部穿出磁場的過程中，通過線框?qū)Ь�橫截面的電荷量．
    

			
    

			
    
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				科目：高中物理
				來源：不詳
				題型：單選題
			
    

						
    如圖所示，足夠長的U形光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成θ角（0＜θ＜90°），其中MN與PQ平行且間距為L，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，ab棒接入電路的電阻為R，當(dāng)流過ab棒某一橫截面的電量為q時(shí)，棒的速度大小為υ，則金屬棒ab在這一過程中（　�。�
    A．加速度大小為
    v2
    2L
    B．下滑位移大小為
    qR
    BL
    C．產(chǎn)生的焦耳熱為qBLυ
    D．受到的最大安培力大小為
    B2L2υ
    R
    sinθ

    

			
    

			
    
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				科目：高中物理
				來源：不詳
				題型：單選題
			
    

						
    如圖所示，水平放置、足夠長的光滑導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)體棒ab，ab棒有電阻，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，導(dǎo)軌的一端接一滑動變阻器R，電路中還連接理想電表，整個(gè)裝置處在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直紙面向里．現(xiàn)使ab以速度υ向右做勻速直線運(yùn)動，改變滑動變阻器的阻值，則電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)的關(guān)系圖線為下面的哪個(gè)圖線？（　�。�
    A．B．C．D．

    

			
    

			
    
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				科目：高中物理
				來源：不詳
				題型：問答題
			
    

						
    如圖為一電梯簡化模型，導(dǎo)體棒ab架在水平導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間加有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=10T．導(dǎo)體棒ab通過輕質(zhì)細(xì)繩與電梯箱體相連，所有摩擦都不計(jì)，已知ab棒的長度為l=10m，質(zhì)量不計(jì)，通過的電流大小為I，電梯箱體質(zhì)量為m=100km，求：
    （1）為了能提起電梯箱體，導(dǎo)體棒ab中的電流方向應(yīng)朝哪？大小至少為多少？
    （2）現(xiàn)使導(dǎo)體棒以恒定的功率P（即安培力的功率）從靜止運(yùn)行，試通過列式分析ab棒中電流的大小如何變化？
    （3）若在題（2）中P=5000W，電梯箱體上升h=1m高度時(shí)，運(yùn)行達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，則此過程電梯運(yùn)行的時(shí)間為多少？
    

			
    

			
    
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				科目：高中物理
				來源：不詳
				題型：單選題
			
    

						
    如圖一所示，虛線a′b′c′d′內(nèi)為一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向豎直向下．矩形閉合金屬線框abcd以一定的速度沿光滑絕緣水平面向磁場區(qū)域運(yùn)動．圖二所給出的是金屬線框的四個(gè)可能到達(dá)的位置，則金屬線框的速度不可能為零的位置是（　　）
    A．B．
    C．D．

    

			
    

			
    
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    同步練習(xí)冊答案