如圖所示，兩條足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌豎直固定放置，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，其間距為L(zhǎng)=2m。在兩導(dǎo)軌之間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其方向垂直導(dǎo)軌所在的豎直面水平向外。金屬棒ab的質(zhì)量為m1=2kg，金屬棒cd的質(zhì)量為m2=1kg，ab和cd都與導(dǎo)軌垂直放置，且其長(zhǎng)度剛好都和導(dǎo)軌寬度相同，ab和cd的電阻之和為R=1Ω。開(kāi)始時(shí)使ab和cd都靜止。當(dāng)ab棒在豎直面向上的外力作用下，以加速度大小為a1=1m/s2沿兩導(dǎo)軌所在的豎直面向上開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，cd棒也由靜止釋放。ab棒和cd棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終和導(dǎo)軌垂直，且和導(dǎo)軌接觸良好。重力加速度為g=10m/s2。試求：

（1）當(dāng)cd棒沿兩導(dǎo)軌所在的豎直面向下運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a2=2m/s2時(shí)，作用在ab棒上的外力大小和回路中的總電功率；
（2）當(dāng)cd棒沿兩導(dǎo)軌所在的豎直面向下運(yùn)動(dòng)的速度最大時(shí)，作用在ab棒上的外力大小和回路中的總電功率。

1）P1=64W     2）P2=100W

解析試題分析：解：（1）當(dāng)cd棒的加速度為a2時(shí)，設(shè)此時(shí)ab和cd的速度分別為v1和v2，作用在ab上的外力為F1，回路的總電功率為P1.
對(duì)cd：m2g-=m2a2 
對(duì)ab：F1-m1g-=m1a1   
對(duì)整個(gè)回路：P1= 
聯(lián)立以上各式解得：P1=64W                
（2）當(dāng)cd棒的速度最大時(shí)，設(shè)ab和cd的速度大小分別為v1、和v2、，作用在ab上的外力為F2，回路的總電功率為P2。
對(duì)cd：m2g=  
對(duì)ab：F2-m1g-=m1a1
對(duì)整個(gè)回路：P2= 
聯(lián)立以上各式解得：P2=100W 
考點(diǎn)：本題考查電磁感應(yīng)問(wèn)題，還涉及到牛頓第二定律和功率的計(jì)算。                 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(15分)如圖所示，水平虛線(xiàn)L1、L2之間是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向水平向里，磁場(chǎng)高度為h.豎直平面內(nèi)有一等腰梯形線(xiàn)框，底邊水平，其上下邊長(zhǎng)之比為5:1，高為2h.現(xiàn)使線(xiàn)框AB邊在磁場(chǎng)邊界L1的上方h高處由靜止自由下落，當(dāng)AB邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度恰好為0，在DC邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)前的一段時(shí)間內(nèi)，線(xiàn)框做勻速運(yùn)動(dòng)。求：
（1）DC邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線(xiàn)框的加速度;
（2）從線(xiàn)框開(kāi)始下落到DC邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，線(xiàn)框損失的機(jī)械能和重力做功之比;

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，一對(duì)光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距l(xiāng)=0.5m，左端接有阻值R=0.3Ω的電阻，一質(zhì)量m=0.1kg，電阻r=0.1Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，棒在水平向右的外力作用下，由靜止開(kāi)始以a=2m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒的位移x=9m時(shí)撤去外力，棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來(lái)，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1：Q2=2:1，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，求：

(1)棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量q
(2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2
(3)外力做的功WF

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，在一磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向水平放置著兩根相距為h＝0.1m的平行金屬導(dǎo)軌MN與PQ，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)．在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)N、Q之間連接一阻值R＝0.3Ω的電阻，導(dǎo)軌上跨放著一根長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0.2m，每米長(zhǎng)電阻r＝2.0Ω/m的金屬棒ab，金屬棒與導(dǎo)軌正交，交點(diǎn)為c、d．當(dāng)金屬棒以速度v＝4.0m/s向左做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，試求：

（1）電阻R中的電流強(qiáng)度大小和方向；
（2）使金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)的外力；
（3）金屬棒ab兩端點(diǎn)間的電勢(shì)差．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，光滑絕緣水平桌面上直立一個(gè)單匝正方形導(dǎo)線(xiàn)框ABCD，線(xiàn)框的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)＝4 m、總電阻為R＝1Ω.在直角坐標(biāo)系xOy中，有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的下邊界與x軸重合，上邊界滿(mǎn)足曲線(xiàn)方程y＝2sinx(m)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝2 T．線(xiàn)框在沿x軸正方向的拉力F作用下，以速度v＝1 m/s水平向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，直到拉出磁場(chǎng)．

(1) 求線(xiàn)框中AD兩端的最大電壓；
(2) 在圖乙中畫(huà)出運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線(xiàn)框i-t圖象，并估算磁場(chǎng)區(qū)域的面積（估算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；
(3) 求線(xiàn)框在穿越整個(gè)磁場(chǎng)的過(guò)程中，拉力F所做的功．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如右圖所示，兩足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，間距為L(zhǎng)，左端接有一阻值為R的電阻；所在空間分布有豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．有兩根導(dǎo)體棒c、d質(zhì)量均為m，電阻均為R，相隔一定的距離垂直放置在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌緊密接觸，它們與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ.現(xiàn)對(duì)c施加一水平向右的外力，使其從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌以加速度a做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．(已知導(dǎo)體棒c始終與導(dǎo)軌垂直、緊密接觸，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，重力加速度為g)
 
(1)經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間，導(dǎo)體棒d開(kāi)始滑動(dòng)；
(2)若在上述時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒d上產(chǎn)生的熱量為Q，則此時(shí)間內(nèi)水平外力做的功為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行直導(dǎo)軌MN、PQ與水平面成θ角放置，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻.一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直.整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，它們的電阻不計(jì).現(xiàn)讓ab桿由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑.

（1）求ab桿下滑的最大速度vm；
（2）ab桿由靜止釋放至達(dá)到最大速度的過(guò)程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為Q，求該過(guò)程中ab桿下滑的距離x及通過(guò)電阻R的電量q.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

如圖所示，一理想變壓器原線(xiàn)圈匝數(shù)n1=1000匝，副線(xiàn)圈匝數(shù)n2=200匝，原線(xiàn)圈所接交流電源的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式e=311sin100πtV，副線(xiàn)圈所接電阻R=88Ω，電流表、電壓表對(duì)電路影響可忽略不計(jì)。則

A．A1的示數(shù)約為0.10A B．V1的示數(shù)約為311 V
C．V2的示數(shù)約為62.2V D．A2的示數(shù)約為0.75A

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示，升壓變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，輸電線(xiàn)上的電阻為R，變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是（   ）

A．＝B．I2＝C．I1U1＝I22RD．I1U1＝I2U2

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