如圖甲所示，一邊長(zhǎng)為L=1m，電阻為R=3的正方形金屬線框MNPQ水平平放在光滑絕緣水平地面上，在地面上建立如圖所示坐標(biāo)系，空間存在垂直地面的磁場(chǎng)，在m的區(qū)域I中磁場(chǎng)方向向上，在m的區(qū)域II中磁場(chǎng)方向向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨x的變化規(guī)律如圖乙，開始時(shí)刻線框MN邊與y軸重合。
（1）若給線框以水平向右的初速度，同時(shí)在PQ邊施加一水平拉力，之后線框做的勻速直線運(yùn)動(dòng)，求線框運(yùn)動(dòng)3m的過程中水平拉力所做的功；
（2）若在圖示位置給線框一初速度,線框的PQ邊恰能運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)區(qū)域II的右邊界,設(shè)線框全部在區(qū)域I中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量為Q1,線框全部在區(qū)域II中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量為Q2，求。
 
（1） 0．223J     （2）
（1）線框在區(qū)域I中，P距O點(diǎn)x時(shí)，PQ切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 
MN切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 
線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為==V   
類似的，PQ在區(qū)域II中距中間邊界時(shí)，而MN在區(qū)域I中時(shí)，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
=V 
線框全部在區(qū)域II中，PQ距中間邊界時(shí)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
=V
由于線框勻速運(yùn)動(dòng)，故水平拉力做的功等于線框中產(chǎn)生的焦耳熱，則
=0．223J 
（2）線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，，電量，
聯(lián)立化簡(jiǎn)得 
設(shè)初速度為，右邊框到達(dá)中間界線時(shí)速度為，左邊框到達(dá)中間界線時(shí)速度為，則據(jù)動(dòng)量定理有：
  
 
  
其中， 
則， 
故線框全部在在區(qū)域I運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量為 
線框全部在在區(qū)域II運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量為 
則
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

金屬桿ABC處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B="0.1" T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，如圖所示.已知AB="BC=20" cm，當(dāng)金屬桿按圖示標(biāo)明的速度方向(v⊥AB)運(yùn)動(dòng)時(shí)，測(cè)得A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是0.3 V，則可知移動(dòng)速度v=__________，其中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB=__________.

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩平行虛線間的區(qū)域內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，矩形金屬閉合線圈abcd的ab邊與磁場(chǎng)邊界平行，已知磁場(chǎng)區(qū)域的寬度大于bc的邊長(zhǎng)．線圈從靜止開始在向右的水平恒力F的作用下運(yùn)動(dòng)，在ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的瞬間，線圈受力恰好平衡．下面的說(shuō)法中正確的是[　　]
A．在線圈進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，恒力F對(duì)線圈做功的功率保持不變
B．在線圈整體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過程中，恒力F對(duì)線圈做功的功率保持不變
C．在線圈離開磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，恒力F對(duì)線圈做功的功率逐漸減小
D．在線圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的整個(gè)過程中，恒力F對(duì)線圈做的功等于線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱
 

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖7-1，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中固定放置一根串接一電阻R的直角形金屬導(dǎo)軌aob(在紙面內(nèi))，磁場(chǎng)方向垂直于紙面朝里，另有兩根金屬導(dǎo)軌c、d分別平行于oa、ob放置。保持導(dǎo)軌之間接觸良好，金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì)�，F(xiàn)經(jīng)歷以下四個(gè)過程：①以速度v移動(dòng)d,使它與ob的距離增大一倍;②再以速率v移動(dòng)c,使它與oa的距離減小一半；③然后，再以速率2v移動(dòng)c,使它回到原處；④最后以速率2v移動(dòng)d,使它也回到原處。設(shè)上述四個(gè)過程中通過電阻R的電量的大小依次為Q1、Q2、Q3和Q4,則（  ）
A．Q1=Q2=Q3=Q4B．Q1=Q2=2Q3=2Q4
C．2Q1=2Q2=Q3=Q4D．Q1≠Q2=Q3≠Q4

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問答題

（17分）如圖（a）所示，水平放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌，間距L=0.3m．導(dǎo)軌左端連接R＝0.6　的電阻，區(qū)域abcd內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面B=0.6T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)區(qū)域?qū)?i>D="0.2" m．細(xì)金屬棒A1和A2用長(zhǎng)為2D=0.4m的輕質(zhì)絕緣桿連接，放置在導(dǎo)軌平面上，并與導(dǎo)軌垂直，每根金屬棒在導(dǎo)軌間的電阻均為t="0.3" ,導(dǎo)軌電阻不計(jì)，使金屬棒以恒定速度r="1.0" m/s沿導(dǎo)軌向右穿越磁場(chǎng)，計(jì)算從金屬棒A1進(jìn)入磁場(chǎng)（t=0）到A2離開磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，不同時(shí)間段通過電阻R的電流強(qiáng)度，并在圖（b）中畫出．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問答題

質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的絕緣小球,穿在半徑為r的光滑圓形軌道上,軌道平面水平.空間有分布均勻且隨時(shí)間變化的磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向豎直向上,如圖甲所示.磁感應(yīng)強(qiáng)度B(t)的變化規(guī)律如圖乙所示.

(1)若圓環(huán)由金屬材料制成,求圓環(huán)上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大小;
(2)若圓環(huán)由絕緣材料制成,已知在t<T內(nèi),圓環(huán)處的感應(yīng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向是沿順時(shí)針并指向圓環(huán)的切線方向、大小為E′=,t=0時(shí)刻小球靜止.求t>T時(shí),軌道對(duì)小球的作用力F的大小(小球重力不計(jì)).

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

如圖所示，用長(zhǎng)度La：Lb=2：1的同種導(dǎo)線做成圓環(huán)a、b，并在A、C處相連，當(dāng)均勻變化的磁場(chǎng)垂直穿過a環(huán)時(shí)，環(huán)內(nèi)電流為I1，A、C間電壓為U1；若同樣磁場(chǎng)穿過b環(huán)，環(huán)內(nèi)電流為I2，A、C間電壓為U2，則（　�。�
A．I1：I2=4：1B．I1：I2=2：1C．U1：U2=2：1D．U1：U2=4：1

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問答題

高頻焊接是一種常用的焊接方法，圖1是焊接的原理示意圖．將半徑為r=10cm的待焊接的環(huán)形金屬工件放在線圈中，然后在線圈中通以高頻變化電流，線圈產(chǎn)生垂直于工件所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖2所示，t=0時(shí)刻磁場(chǎng)方向垂直線圈所在平面向外．工件非焊接部分單位長(zhǎng)度上的電阻R0=1.0×10-3Ω?m-1，焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的9倍，焊接的縫寬非常小，不計(jì)溫度變化對(duì)電阻的影響．

（1）求環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電流的大小，在圖3中畫出感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的i-t圖象（以逆時(shí)針方向電流為正）；
1000
6
3
=2.449
（2）求環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電流的有效值；
（3）求t=0.30s內(nèi)電流通過焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問答題

如圖所示，平行導(dǎo)軌豎直放置，上端用導(dǎo)線相連，中間跨接的金屬棒與導(dǎo)軌組成閉合回路。水平虛線L1、L2之間存在垂直導(dǎo)軌所在平面向里的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化規(guī)律是

B2=B02 (1+ky），其中B0和k 為已知量，y 為磁場(chǎng)中任一位置到Ll的距離．金屬棒從L2 處以某一速度向上運(yùn)動(dòng)進(jìn)人磁場(chǎng),經(jīng)過L1時(shí)其速度為剛進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)速度的一半，返回時(shí)正好勻速穿過磁場(chǎng)．已知金屬棒在導(dǎo)軌上滑動(dòng)時(shí)所受的摩擦力和重力之比為5 :13 ，重力加速度為g ，導(dǎo)軌上單位長(zhǎng)度的阻值是恒定的，其余的電阻不計(jì)．求：
( 1 ) Ll 到導(dǎo)軌上端的距離
( 2 ）金屬棒向上運(yùn)動(dòng)進(jìn)人磁場(chǎng)的初速度與向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)人磁場(chǎng)的速度之比．
( 3 ）金屬棒向上剛進(jìn)人磁場(chǎng)的加速度的大小．

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