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    如图（甲）所示的轮轴，它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴O转动。轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一重物，另一端系一质量为m的金属杆。在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF,在QF之间连接有阻值为R的电 阻，其余电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直。开始时金属杆置于导轨下端，将质量为M的重物由静止释放，重物最终能匀速下降。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，忽略所有摩擦。

    (1)重物匀速下降的速度V的大小是多少？

    (2)对一定的磁感应强度B,重物的质量M取不同的值,测出相应的重物做匀速运动时的速度，可得出v-M实验图线。图（乙）中画出了磁感应强度分别为B1和B2时的两条实验图线，试根据实验结果计算B1和B2的比值。

    (3)若M从静止到匀速的过程中一目下降的高度为h，求这一过程中R上产生的焦耳热

     

    【答案】

    (1)  (2)    (3)

    【解析】

    试题分析：重物匀速下降时，金属杆匀速上升，合力为零．由F=BIL、、E=BLv，结合平衡条件求出重物匀速下降的速度v，再根据v的表达式，分析v-M图象的斜率，结合图象求出斜率，即可得到B1和B2的比值．M从静止到匀速的过程中下降高度h的过程中，M的重力势能减小转化为m的重力势能、系统的动能和内能，可根据能量守恒定律求解R上产生的焦耳热．

    金属杆达到匀速运动时，受绳子拉力F、金属杆的重力mg、向下的安培力FA．

    则：F=FA+mg  ①

    其中 F=Mg     ②

    又对金属杆有：安培力FA=BIL，感应电流，感应电动势E=BLv，

    则       ③

    由①②③得 。

    (2) 由第一题结果及题意可得v-M的函数关系式为

    结合图线可知，斜率 

    所以

    因此

    （3）由能量关系，在这个过程中R上产生的焦耳热为

    将v代入可得：

    考点：导体切割磁感线时的感应电动势；共点力平衡的条件及其应用；安培力；电磁感应中的能量转化．

     

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    若重物的质量为M,则重物匀速下降的速度为多大?      

    对一定的磁感应强度B,重物的质量M取不同的值,测出相应的重物做匀速运动时的速度,可得出实验图线.图乙中画出了磁感应强度分别为和时的两条实验图线,试根据实验结果计算与的比值。

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     如图甲所示的轮轴,它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴O转动.轮上绕有轻质柔软细线,线的一端系一重物,另一端系一质量为的金属杆.在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PO、EF,在QF之间连接有阻值为R的电阻,其余电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直.开始时金属杆置于导轨下端,将重物由静止释放,重物最终能匀速下降.运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好,忽略所有摩擦。

    (1)若重物的质量为M,则重物匀速下降的速度为多大?      

    (2)对一定的磁感应强度B,重物的质量M取不同的值,测出相应的重物做匀速运动时的速度,可得出实验图线.图20乙中画出了磁感应强度分别为和时的两条实验图线,试根据实验结果计算与的比值。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

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    科目：高中物理 来源：2010届高三物理每周精析精练：电磁感应 题型：计算题

     如图甲所示的轮轴,它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴O转动.轮上绕有轻质柔软细线,线的一端系一重物,另一端系一质量为的金属杆.在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PO、EF,在QF之间连接有阻值为R的电阻,其余电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直.开始时金属杆置于导轨下端,将重物由静止释放,重物最终能匀速下降.运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好,忽略所有摩擦。

    (1)若重物的质量为M,则重物匀速下降的速度为多大?      

    (2)对一定的磁感应强度B,重物的质量M取不同的值,测出相应的重物做匀速运动时的速度,可得出实验图线.图20乙中画出了磁感应强度分别为和时的两条实验图线,试根据实验结果计算与的比值。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2013浙江省嘉兴市质检）如图（甲）所示的轮轴，它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴0转动。轮 上绕有轻质柔软细线，线的一端系一重物，另一端系一质量为m的金属杆。在竖直平 面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PO、HF,在QF之间连接有阻值为R的电 阻，其余电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直。开始时金属杆置于 导轨下端，将质量为M的重物由静止释放，重物最终能匀速下降。运 动过程中金属杆始终与导轨垂直且 接触良好，忽略所有摩擦。

     (1)    重物匀速下降的速度V的大小是 多少？

    (2) 对一定的磁感应强度B,重物的质量M取不同的值,测出相应的 重物做匀速运动时的速度，可得 出v-M实验图线。图（乙）中 画出了磁感应强度分别为B1和B2时的两条实验图线，试根据实验结果计算B1和B2的比值。

    (3)若M从静止到匀速的过程中一目下降的高度为h，求这一过程中R上产生的焦耳热

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