题目内容

（10分）如图所示，在MN边界的右侧有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度B随时间均匀增加，B随时间的变化率△B/△t=40T/s，有一正方形金属框abcd垂直磁场固定放置，一半位于磁场中，正方形金属框每一条边的边长L为10cm，每边的电阻R为1Ω，已知ab边中的感应电流方向由a向b，求：

（1）B的方向；
（2）金属框中的电流为多大
（3）db两端的电压Udb多大
（1）磁场的方向垂直纸面向外（2）I=0.05A（3）Udb=0.1A
（1）根据楞次定律得，磁场的方向垂直纸面向外         （2分）
（2）由法拉第电磁感应定律得：E=△Φ/△t=L2△B/2△t        （2分）
代入数据得E="0.2V                        " （1分）    
又I=E/R总                                         （1分）
代入数据得I="0.05A                         " （1分）
(3)由Udb="IR" 得                           （1分）
Udb="0.1A               " （1分）
练习册系列答案
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（18分）如图所示，质量，电阻，长度的导体棒横放在U型金属框架上。框架质量，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数，相距0.4m的、相互平行，电阻不计且足够长。电阻的垂直于。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。垂直于施加的水平恒力，从静止开始无摩擦地运动，始终与、保持良好接触。当运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。
（1）求框架开始运动时速度v的大小；
（2）从开始运动到框架开始运动的过程中，上产生的热量，求该过程位移x的大小。
如图所示，水平放置的U形光滑导轨足够长，处在磁感应强度B="5" T的匀强磁场中，导轨宽度l="0.2" m，可动导体棒ab质量m="2.0" kg，电阻R="0.1" Ω，其余电阻可忽略.现在水平外力F="10" N的作用下，由静止开始运动了s="40" cm后，速度达到最大.求棒ab由静止达到最大速度过程中，棒ab上所产生的热量Q=__________.
如图3-6-6所示，空间有一个方向水平的有界匀强磁场区域，一矩形导线框，自磁场上
方某一高度处自由下落，然后进入磁场.进入磁场时，导线框平面与磁场方向垂直.则在进入时，导线框的速度图象可能（   ）

图3-6-6
如图9-3-24所示，在水平桌面上放置两条相距l、电阻不计的平行光滑金属导轨ab、cd，阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连.质量为m、电阻不计的滑杆MN垂直于导轨并可在导轨上滑动.整个装置放置于竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B.滑杆的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与另一质量也为m的物块相连，绳处于拉直状态.现从静止开始释放物块，若当物块下落高度时恰好达到最大速度，用g表示重力加速度，则（　　）

图9-3-24
A．物块最大速度为
B．物块最大速度为
C．在此过程中电阻R放出的热量为
D．物块达到最大速度时刻，电阻R消耗的功率为
（12分）如图所示，水平放置的金属导轨上连有电阻R，并处在垂直于轨道平面的匀强磁场中.今从静止起用力拉金属棒ab（与轨道垂直），用以下两种方式拉金属棒.若拉力恒定，经时间t1后ab的速度为v，加速度为a1，最终速度可达2v；若拉力的功率恒定，经时间t2后ab的速度也是v，加速度为a2，最终速度可达2v.求a1和a2满足的关系。
（11分）如图所示，有一区域足够大的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向与水平放置的导轨垂直。导轨宽度为L，右端接有电阻R。MN是一根质量为m的金属棒，金属棒与导轨垂直放置，且接触良好，金属棒与导轨电阻均不计。金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，现给金属棒一水平初速度v0，使它沿导轨向左运动。已知金属棒停止运动时位移为s。求：
（1）金属棒速度为v时的加速度为多大？
（2）金属棒运动过程中通过电阻R的电量q；
（3）金属棒运动过程中回路产生的焦耳热Q。




（1）线圈中产生的感应电动势大小。
（2）通过电阻R的电流大小。
如图所示平行长导轨MN、PQ(电阻不计)竖直放置，间距L=1m，导轨之间接一电阻R=3．水平导线ab，电阻r=1，与导轨有良好接触(摩擦不计)，导轨之间有指向纸里的匀强磁场B=0.5T．ab质量m=0.025kg自静止开始下落至a'b'位置时ab开始做匀速运动，aa'=h=2m，g=10m/．

求①ab匀速运动的速率．
②ab从静止到匀速这段时间内R上产生的热量．

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