（10分）如圖（a）所示，一端封閉的兩條平行光滑導(dǎo)軌相距L，距左端L處的中間一段被彎成半徑為H的1/4圓弧，導(dǎo)軌左右兩段處于高度相差H的水平面上。圓弧導(dǎo)軌所在區(qū)域無磁場，右段區(qū)域存在磁場B0，左段區(qū)域存在均勻分布但隨時間線性變化的磁場B（t），如圖（b）所示，兩磁場方向均豎直向上。在圓弧頂端，放置一質(zhì)量為m的金屬棒ab，與導(dǎo)軌左段形成閉合回路，從金屬棒下滑開始計時，經(jīng)過時間t0滑到圓弧頂端。設(shè)金屬棒在回路中的電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度為g。

⑴問金屬棒在圓弧內(nèi)滑動時，回路中感應(yīng)電流的大小和方向是否發(fā)生改變？
⑵求0到時間t0內(nèi)，回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱量。
⑶若要使金屬棒滑到圓弧底端進入勻強磁場B0的一瞬間，回路中感應(yīng)電流恰好為零，各已知量之間應(yīng)該滿足什么關(guān)系？
（1）不發(fā)生改變（2）（3）
⑴感應(yīng)電流的大小和方向均不發(fā)生改變。
⑵0—t0時間內(nèi)，設(shè)回路中感應(yīng)電動勢大小為E0，感應(yīng)電流為I，感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱為Q，由法拉第電磁感應(yīng)定律：
根據(jù)閉合電路的歐姆定律：
由焦耳定律有：
解得：
⑶金屬棒在圓弧區(qū)域下滑的過程中，由動能定理：   —0
在很短的時間內(nèi)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，金屬棒進入磁場B0區(qū)域瞬間的感應(yīng)電動勢為E，則：E1=E0
E1=B0Lv
所以：
本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律與電路的結(jié)合問題，根據(jù)磁感強度的變化圖像先求出感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，由電功率公式求解
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

如圖所示的四個選項中，虛線上方空間都存在方向垂直紙面向里的勻強磁場。A、B中的導(dǎo)線框為正方形，C、D中的導(dǎo)線框為直角扇形。各導(dǎo)線框均繞垂直紙面軸O在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動方向如箭頭所示，轉(zhuǎn)動周期均為T。從線框處于圖示位置時開始計時，以在OP邊上從P點指向O點的方向為感應(yīng)電流的正方向。則在如圖所示的四個情景中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨時間的變化規(guī)律如圖3所示的是（  ）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

(2010年高考安徽卷)如圖9－1－13所示，水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，兩個邊長相等的單匝閉合正方形線圈Ⅰ和Ⅱ，分別用相同材料、不同粗細的導(dǎo)線繞制(Ⅰ為細導(dǎo)線)．兩線圈在距磁場上界面h高處由靜止開始自由下落，再進入磁場，最后落到地面．運動過程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場上邊界．設(shè)線圈Ⅰ、Ⅱ落地時的速度大小分別為v1、v2，在磁場中運動時產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q2.不計空氣阻力，則(　　)

圖9－1－13
A．v1 <v2，Q1< Q2　　　　　B．v1＝v2，Q1＝Q2
C．v1 <v2，Q1>Q2D．v1＝v2，Q1< Q2

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

(14分)如圖12所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度方向垂直于紙面向里，大小隨時間的變化率＝k，k為負的常量．用電阻率為ρ、橫截面積為S的硬導(dǎo)線做成一邊長為l的方框，將方框固定于紙面內(nèi)，其右半部位于磁場區(qū)域中．求：
(1)導(dǎo)線中感應(yīng)電流的大��；
(2)磁場對方框作用力的大小隨時間的變化率．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖2所示，在勻強磁場中，MN、PQ是兩根平行的金屬導(dǎo)軌，而ab、cd為串有伏特表和安培表的兩根金屬棒，它們同時以相同的速度向右運動時，下列說法中正確的是(　　)
A．電壓表有讀數(shù)，電流表有讀數(shù)
B．電壓表無讀數(shù)，電流表有讀數(shù)
C．電壓表無讀數(shù)，電流表無讀數(shù)
D．電壓表有讀數(shù)，電流表無讀數(shù)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，用粗細相同的銅絲做成邊長分別為L和2L的兩只閉合線框a和b，以相同的速度從磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域中勻速地拉到磁場外，則下列說法正確的是(　　)
A．產(chǎn)生的焦耳熱之比為1∶4
B．產(chǎn)生的焦耳熱之比為1∶1
C．通過銅絲某截面的電量之比為1∶2
D．通過銅絲某截面的電量之比為1∶4

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

(2011年山東濰坊模擬)如圖所示，兩塊金屬板水平放置，與左側(cè)水平放置的線圈通過開關(guān)K用導(dǎo)線連接．壓力傳感器上表面絕緣，位于兩金屬板間，帶正電的小球靜置于壓力傳感器上，均勻變化的磁場沿線圈的軸向穿過線圈．K未接通時壓力傳感器的示數(shù)為1 N，K閉合后壓力傳感器的示數(shù)變?yōu)? N．則磁場的變化情況可能是(　　)
A．向上均勻增大B．向上均勻減小
C．向下均勻減小D．向下均勻增大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖(a)所示，在光滑水平面上用恒力F拉質(zhì)量為m的單匝均勻正方形銅線框，線框邊長為a，在1位置以速度v0進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場并開始計時，若磁場的寬度為b(b>3a)，在3t0時刻線框到達2位置，速度又為v0，并開始離開勻強磁場．此過程中v­t圖象如圖(b)所示，則(　　)
A．t＝0時，線框右側(cè)邊MN的兩端電壓為Bav0
B．在t0時刻線框的速度為v0－
C．線框完全離開磁場的瞬間位置3的速度一定比t0時刻線框的速度大
D．線框從1位置進入磁場到完全離開磁場位置3過程中線框中產(chǎn)生的電熱為2Fb

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示,平行導(dǎo)軌間的距離為d.一端跨接一個電阻R,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,方向垂直于平行金屬導(dǎo)軌所在平面向里.一根足夠長的金屬棒與導(dǎo)軌成θ角放置,金屬棒與導(dǎo)軌的電阻不計,當金屬棒沿垂直于棒的方向滑行時,則ab的電勢差為          ，   .(填寫“﹤”“﹥”“﹦”)

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