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    (13分)如图6所示，固定的竖直光滑金属导轨间距为，上端接有阻值为的电阻，处在方向水平、垂直导轨平面向里的磁感应强度为的匀强磁场中，质量为的导体棒与下端固定的竖直轻质弹簧相连且始终保持与导轨接触良好，导轨与导体棒的电阻均可忽略，弹簧的劲度系数为。初始时刻，弹簧恰好处于自然长度，使导体棒以初动能沿导轨竖直向下运动，且导体棒在往复运动过程中，始终与导轨垂直。
    (1)求初始时刻导体棒所受安培力的大小；
    (2)导体棒往复运动一段时间后，最终将静止。设静止时弹簧的弹性势能为，则从初始时刻到最终导体棒静止的过程中，电阻上产生的焦耳热为多少？
    （1）
    （2）
    (1)设导体棒的初速度为v0，由动能的定义式：
    ，故：…………1分
    设初始时刻产生的感应电动势为，由法拉第电磁感应定律得：
    …………2分
    设初始时刻回路中产生的电流为，由闭合电路的欧姆定律得：
    …………2分
    设初始时刻导体棒受到的安培力为，由安培力公式得：
    …………2分
    (2)从初始时刻到最终导体棒静止的过程中，导体棒减少的机械能一部分转化为弹簧的弹性势能，另一部分通过克服安培力做功转化为电路中的电能，因在电路中只有电阻，电能最终全部转化为电阻上产生的焦耳热。……1分
    当导体棒静止时，棒受力平衡，此时导体棒的位置比初始时刻降低了，
    则：…………2分
    由能的转化和守恒定律得：…………2分
    …………2分
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图 ？所示光滑平行金属轨道abcd，轨道的水平部分bcd处于竖直向上的匀强磁场中，bc部分平行导轨宽度是cd部分的2倍，轨道足够长。将质量相同的金属棒P和Q分别置于轨道的ab段和cd段。P棒位于距水平轨道高为h的地方，放开P棒，使其自由下滑，求P棒和Q棒的最终速度。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    为了控制海洋中水的运动,海洋工作者有时依靠水流通过地磁场所产生的感应电动势测水的流速.某课外活动兴趣小组由四个成员甲、乙、丙、丁组成,前去海边某处测量水流速度.假设该处地磁场的竖直分量已测出为B,该处的水流是南北流向.则下列测定方法可行的是(    )
    A．甲将两个电极在水平面沿水流方向插入水流中,测出两极间距离L及与两极相连的测量电势差的灵敏仪器的读数U,则水流速度v=
    B．乙将两个电极在水平面上沿垂直水流方向插入水流中,测出两极间距离L及与两极相连的测量电势差的灵敏仪器的读数U,则水流速度v=
    C．丙将两个电极沿垂直海平面方向插入水流中,测出两极间距离L及与两极相连的测量电势差的灵敏仪器的读数U,则水流速度v=
    D．丁将两个电极在水平面上沿任意方向插入水流中,测出两极间距离L及与两极相连的测量电势差的灵敏仪器的读数U,则水流速度v=

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图12－3－8所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框，OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒，Ob之间连一个电阻R，导体框架与导体电阻均不计，若要使OC能以角速度匀速转动，则外力做功的功率是（     ）
    A．B．C．D．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图11－9所示，一个U形导体框架，其宽度L=1m，框架所在平面与水平面的夹用α=30°。其电阻可忽略不计。设匀强磁场与U形框架的平面垂直。匀强磁场的磁感强度B＝0.2T。今有一条形导体ab，其质量为m＝0.5kg，有效电阻R=0.1Ω，跨接在U形框架上，并且能无摩擦地滑动，求:
    　　（1）由静止释放导体，导体ab下滑的最大速度vm；
    　　（2）在最大速度vm时，在ab上释放的电功率。（g=10m/s2）。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图,水平桌面上固定有一半径为R的光滑金属细圆环,环面水平,圆环总电阻为r;空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向下;一长度为2R、电阻可忽略的导体棒AC置于圆环左侧并与环相切,切点为棒的中点。一拉力作用于棒中点使其以恒定加速度a从静止开始向右运动,运动过程中棒与圆环接触良好。下列说法正确的是
    A．棒运动过程中产生的感应电流在棒中由A流向C
    B．棒通过整个圆环所用的时间为
    C．棒经过环心时流过棒的电流为
    D．棒经过环心时所受安培力的大小为

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （10分）如图所示，一边长为a的正方形导线框内有一匀强磁场，磁场方向垂直于导线框所在平面向里，导线框的左端通过导线接一对水平放置的金属板，两板间的距离为d，板长l＝3d。t＝0时，磁场的磁感应强度从B0开始均匀增加，同时，在金属板的左侧有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v0沿两板间的中线向右射入两板间，恰好从下板的边缘射出，忽略粒子的重力作用。求：

    （1）两板间的电势差；
    （2）粒子从两板间离开瞬间，磁感应强度B的大小。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，A为多匝线圈，与电键、滑动变阻器相连后接入M、N间的交流电源，B为一接有小灯珠的闭合多匝线圈，下列关于小灯珠发光说法正确的是（    ）
    A．闭合电键后小灯珠可能发光
    B．若闭合电键后小灯珠发光，则再将B线圈靠近A，则小灯珠更亮
    C．闭合电键瞬间，小灯珠才能发光
    D．若闭合电键后小灯珠不发光，将滑动变阻器滑臂左移后，小灯珠可能会发光

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （10分）如图，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为g。求：

    (1)磁感应强度的大小；
    (2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。

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