正方形的導(dǎo)線框，質(zhì)量m=60g，邊長l=12cm，電阻R=0.06Ω，在豎直平面內(nèi)自由下落H=5m后，下框邊進入水平方向的勻強磁場中，磁場方向與線框垂直，如圖所示，勻強磁場沿豎直方向的寬度h=l，線框通過勻強磁場區(qū)域時恰好勻速直線運動，g=10m/s2，求：
（1）勻強磁場的磁感強度多大？
（2）線框通過磁場區(qū)域時產(chǎn)生了多少熱量？
（1）線框做自由落體運動：v2=2gH，
框的下邊進入磁場的速度為：v=
2gH
=
2×10×5
m/s=10m/s，
線框進入磁場時受到的安培力：F=BIl=Bl
E
R
=Bl
Blv
R
=
B2l2v
R
，
線框進入磁場后做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：
mg=
B2l2v
R
，
解得勻強磁場的磁感強度：
B=
1
l
mgR
v
=
1
0.12
0.06×10×0.06
10
T=0.5T；
（2）線框通過磁場區(qū)域的時間為：t=
2l
v
=0.024s，
線框通過磁場時的感應(yīng)電流：I=
Blv
R
，
由焦耳定律可知，全過程產(chǎn)生的熱量：
Q=I2Rt=(
Blv
R
)2Rt=0.144J；
答：（1）勻強磁場的磁感強度0.5T．
（2）線框通過磁場區(qū)域時產(chǎn)生的熱量為0.144J．
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

在均勻磁場中有一N匝，半徑為a的圓形線圈（其總電阻為R）和一儀器（內(nèi)阻不計）串聯(lián)，線圈平面與磁場垂直，當(dāng)線圈迅速由靜止翻轉(zhuǎn)180°，該義器指示有電量q通過，根據(jù)已知q、N、a、R，可計算出磁感應(yīng)強度B等于（　�。�
A．
qR
2Nπa2
B．
qR
2πaN
C．
πa2N
qR
D．
qπa2
2NR

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強磁場中處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖（甲）所示．磁感線方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，磁感應(yīng)強度B隨時間變化的圖象如圖（乙）所示．t=0時刻，磁感應(yīng)強度的方向垂直導(dǎo)線框平面向里，在0-4s時間內(nèi)，導(dǎo)線框ad邊所受安培力隨時間變化的圖象（規(guī)定以向左為安培力正方向）可能是圖中的（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，光滑平行導(dǎo)軌僅其水平部分處于豎直向上的勻強磁場中，金屬桿b靜止在導(dǎo)軌的水平部分上，金屬桿a沿導(dǎo)軌的弧形部分從離地h處由靜止開始下滑，運動中兩桿始終與軌道垂直并接觸良好且它們之間未發(fā)生碰撞，已知a桿的質(zhì)量ma=m0，b桿的質(zhì)量mb=
4
3
m0，且水平導(dǎo)軌足夠長．
（1）a和b的最終速度分別是多大？
（2）整個過程中回路釋放的電能是多少？
（3）若已知a、b桿的電阻之比Ra：Rb=3：4，其余電阻不計，則整個過程中a、b上產(chǎn)生的熱量分別是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，質(zhì)量為m=0.1kg粗細均勻的導(dǎo)線，繞制成閉合矩形線框，其中長LAC=50cm，寬LAB=20cm，豎直放置在水平面上．中間有一磁感應(yīng)強度B=1.0T，磁場寬度d=10cm的勻強磁場．線框在水平向右的恒力F=2N的作用下，由靜止開始沿水平方向運動，使AB邊進入磁場，從右側(cè)以v=1m/s的速度勻速運動離開磁場，整個過程中始終存在大小恒定的阻力Ff=1N，且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動．求線框AB邊：
（1）離開磁場時感應(yīng)電流的大��；
（2）剛進入磁場時感應(yīng)電動勢的大��；
（3）穿越磁場的過程中安培力所做的總功．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，寬度為L=0.2m的足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌的一端連接阻值R=1Ω的電阻．導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小B=5T．一根質(zhì)量m=100g的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計．現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的拉力拉動導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運動，運動速度v=10m/s，在運動過程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直．求：
（1）在閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大�。�
（2）作用在導(dǎo)體棒上的拉力的大小．
（3）當(dāng)導(dǎo)體棒勻速運動30cm時撤去拉力，求：運動30cm和撤去拉力至棒停下來的整個過程中電阻R上產(chǎn)生的總熱量．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，MN、PQ為足夠長的平行金屬導(dǎo)軌，間距L=0.50m，導(dǎo)軌平面與水平面間夾角θ=370，N、Q間連接一個電阻R=5.0Ω，勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強度B=1.0T．將一根質(zhì)量m=0.050kg的金屬棒放在導(dǎo)軌的ab位置，金屬棒及導(dǎo)軌的電阻不計．現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導(dǎo)軌向下運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直，且與導(dǎo)軌接觸良好．已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.50，當(dāng)金屬棒滑行至cd處時，其速度大小開始保持不變，位置cd與ab之間的距離s=2.0m．已知g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求：
（1）金屬棒沿導(dǎo)軌開始下滑時的加速度大��；
（2）金屬棒達到cd處的速度大�。�
（3）金屬棒由位置ab運動到cd的過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，abcd是粗細均勻的電阻絲制成的長方形線框，長ad為寬ab的2倍，導(dǎo)體棒是用相同的電阻絲制成的，可在ad邊與bc邊上無摩擦滑動，導(dǎo)體棒與線框接觸良好，并與ad和bc分別交于M、N兩點，線框處于垂直紙面向里的勻強磁場中，導(dǎo)體棒與ab平行．當(dāng)導(dǎo)體棒MN由靠近ab邊處向cd邊勻速移動的全過程中，以下說法正確的是（　�。�
A．MN中電流先增大后減小
B．MN兩端電壓先增大后減小
C．MN上拉力的功率先減小后增大
D．矩形線框中消耗的電功率先增大后減小

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，水平面上有一個動力小車，在動力小車上豎直固定著一個長度L1、寬度L2的矩形線圈，線圈匝線為n，總電阻為R，小車和線圈的總質(zhì)量為m，小車運動過程所受摩擦力為f．小車最初靜止，線圈的右邊剛好與寬為d（d＞L1）的有界磁場的左邊界重合．磁場方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強度為B．現(xiàn)控制動力小車牽引力的功率，讓它以恒定加速度a進入磁場，線圈全部進入磁場后，開始做勻速直線運動，直至完全離開磁場，整個過程中，牽引力的總功為W．
（1）求線圈進入磁場過程中，感應(yīng)電流的最大值和通過導(dǎo)線橫截面的電量．
（2）求線圈進入磁場過程中，線圈中產(chǎn)生的焦耳熱．
（3）寫出整個過程中，牽引力的功率隨時間變化的關(guān)系式．

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同步練習(xí)冊答案