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    如图(a)所示，两根足够长的光滑平行金属导轨相距为L，导轨平面与水平面成θ角，上端通过导线连接阻值为R的电阻，阻值为r的金属棒ab放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，整个装置处在垂直导轨平面向上的磁场中，若所加磁场的磁感应强度大小恒为B，使金属棒沿导轨由静止向下运动，金属棒运动的v-t图象如图（b）所示，当t=t0时刻，物体下滑距离为s。已知重力加速度为g,，导轨电阻忽略不计。试求：
    （1）金属棒ab匀速运动时电流强度I的大小和方向；
    （2）导体棒质量m；
    （3）在t0时间内电阻R产生的焦耳热．
    （1），方向由a→b        （2）
    (3)
    (1)金属棒ab匀速运动时产生的感应电动势E
    ∴E=BLv0
    ∴，方向由a→b
    (2) 金属棒ab匀速运动时，有
    mgsinθ=F安
    ∴

    ∴
    (3)由能量守恒，系统共产生焦耳热Q，有


    ∴电阻R上产生的焦耳热Q热=
    ∴Q热=
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    有一足够长的平行金属导轨，电阻不计，导轨光滑，间距l＝2m，导轨沿与水平方向成θ＝度倾斜放置，在底部连接有一个阻值为R＝3Ω的电阻．现将一个长为2m，质量m＝0.2kg，电阻r＝2Ω的金属棒自轨道顶部沿轨道自由滑下，经过一段距离后进入一垂直轨道平面的匀强磁场中，如图所示．磁场上部有边界，下部无边界，磁感强度B＝0.5T．金属棒进入磁场后又运动了＝30m后开始做匀速直线运动，在做匀速直线运动之前这段时间内，电阻R上产生了Q＝36J的热量，取g＝10m/．求：

    (1)金属棒进入磁场后速度v＝15m/s时的加速度a的大小及方向
    (2)磁场的上部边界距导轨顶部的距离s．
     

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    用均匀的金属丝绕成的长方形线框ABCD，AB=CD=30厘米，AC=CD=10厘米，线框可以绕AB、CD边上的O、O′轴以角速度ω=200弧度/秒匀速转动，并且使线框的一部分处在大小为1特的有界匀强磁场中，O、O′恰在磁场边界上，AO=CO′=20厘米，初始时，线框的1/3处于磁场中且其平面垂直于磁场，如图，以O点电势高于O′点时为正，在U-t坐标系中作出OO′间电压随时间变化的关系图(两个周期)，并注明必要的坐标值及其计算过程.

     

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，由10根长度都是L的金属杆连接成的一个“目”字型的矩形金属框abcdefgh，放在纸面所在的平面内。有一个宽度也为L的匀强磁场，磁场边界跟de杆平行，磁感应强度的大小是B，方向垂直于纸面向里，金属杆ah、bg、cf、de的电阻都为r，其他各杆的电阻不计，各杆端点间接触良好。现以速度v匀速地把金属框从磁场的左边界水平向右拉，从de杆刚进入磁场瞬间开始计时，求：(1)从开始计时到ah杆刚进入磁场的过程中，通过ah杆某一横截面总的电荷量q；(2)从开始计时到金属框全部通过磁场的过程中，金属框中电流所产生的总热量Q。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    近期《科学》中文版的文章介绍了一种新技术--航天飞缆，航天飞缆是用柔性缆索将两个物体连接起来在太空飞行的系统。飞缆系统在太空飞行中能为自身提供电能和拖曳力，它还能清理"太空垃圾"等。从1967年至1999年17次试验中，飞缆系统试验已获得部分成功。该系统的工作原理可用物理学的基本定律来解释。
    下图为飞缆系统的简化模型示意图，图中两个物体P，Q的质量分别为mP、mQ，柔性金属缆索长为l，外有绝缘层，系统在近地轨道作圆周运动，运动过程中Q距地面高为h。设缆索总保持指向地心，P的速度为vP。已知地球半径为R，地面的重力加速度为g。
    （1）飞缆系统在地磁场中运动，地磁场在缆索所在处的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。设缆索中无电流，问缆索P、Q哪端电势高？此问中可认为缆索各处的速度均近似等于vP，求P、Q两端的电势差；
    （2）设缆索的电阻为R1，如果缆索两端物体P、Q通过周围的电离层放电形成电流，相应的电阻为R2，求缆索所受的安培力多大；
    （3）求缆索对Q的拉力FQ。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    有界匀强磁场区域如图甲所示，质量为m、电阻为R的长方形矩形线圈abcd边长分别为L和2L，线圈一半在磁场内，一半在磁场外，磁感强度为B0. t0 = 0时刻磁场开始均匀减小，线圈中产生感应电流，在磁场力作用下运动，v-t图象如图乙所示，图中斜向虚线为O点速度图线的切线，数据由图中给出，不考虚重力影响，求：
    (1)磁场磁感应强度的变化率；
    (2) t2时刻回路电功率．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    有一面积为S =100cm2金属环，电阻为R =0.1Ω，环中磁场变化规律如图所示，且磁场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内，环中感应电流的方向如何？通过金属环的电量为多少？
     

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，M、N为两平行金属板相距d="0.4" m，板间有垂直纸面的匀强磁场B="0.25" T。图中I和Ⅱ是两根与M、N平行的金属导轨，I与M相距、Ⅱ与N相距，I与Ⅱ之间接一电阻R="0." 3Ω。现有一金属杆在上述装置上（接触良好）向右水平运动，已知金属杆ab间电阻="0." 2Ω，若有一个带电量C的粒子以="7" m/s沿水平向右射入MN间，恰好能匀速运动。求：
    （1）两极间电势差。
    （2）ab杆运动速度。
    （3）为保持ab杆匀速运动，所需外力F。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，半径为r的两半圆形光滑金属导轨并列竖直放置，在轨道上左侧高最高点M、间接有阻值为的电阻，整个轨道处在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两导轨间距为l，一电阻也为，质量为m的金属棒从处静止释放，经过时间t到达导轨最低点的速度为v，不计摩擦，求：

    （1）金属棒到达时，所受磁场力的大小．
    （2）金属棒到达时，回路中的电功率．
    （3）从到过程中，通过金属棒的电量．
    （4）金属棒到达时，加速度的大小有多大?

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