题目内容

如图MN为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属平行导轨下滑，导轨间距L=10cm，导轨上端接有电阻R=0.5Ω，导轨与金属杆电阻不计，整个装置处于B=0.5T的与纸面垂直的水平匀强磁场中，已知杆稳定下落时，每秒钟有0.02J的重力势能转化为电能，求杆稳定下落的速度有多大？

 
2m/s

练习册系列答案
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如图所示，两根足够长的光滑直金属导轨、平行固定在倾角
的绝缘斜面上，两导轨间距L=1m，导轨的电阻可忽略。、两点间接有阻值为 的电阻。一根质量m=1kg、电阻的均匀直金属杆放在两导轨上，与导轨垂直且接触良好。整套装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。自图示位置起，杆受到大小为（式中v为杆运动的速度，力的单位为N）、方向平行导轨沿斜面向下的拉力作用，由静止开始运动，测得通过电阻的电流随时间均匀增大。g取10m/s2，。

（1）试判断金属杆在匀强磁场中做何种运动，并请写出推理过程；
（2）求电阻的阻值；
（3）求金属杆自静止开始下滑通过位移x = 1m所需的时间t。
一个10匝的闭合线圈总电阻为0.5 Ω，线圈的面积为100 cm2，垂直于线圈平面的匀强磁场的磁感应强度B随时间变化的情况如图所示.由此可知，线圈中磁通量变化率在0—0.2 s内为__________，在0—0.4 s内线圈产生的热量为__________.
具有水平的上界面的匀强磁场，磁感强度为B，方向是水平指向纸内。一个质量为m的闭合矩形线框abcd在竖直平面内，ab边长为L，bc边长为h ．从距磁场界面H高处自由落下，如图所示。线框下落时，保持ab边水平，当cd边进入磁场时，线框的速度大小是v．求：

(1)线框ab边进入磁场时的速度大小。
(2)讨论线框ab边进入磁场时的加速度的大小和方向。
(3)线框进入磁场的过程中，在线框中产生的热量。
如图所示，一个圆形线圈的匝数n＝1000，线圈面积S＝200，线圈的电阻为r＝1Ω，在线圈外接一个阻值R＝4Ω的电阻，电阻的一端b跟地相接，把线圈放入一个方向垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图线B－t所示．求：

(1)从计时起t＝3s，t＝5s时穿过线圈的磁通量是多少？
(2)a点的最高电势和最低电势各多少？
A．在下滑过程中，由于重力做正功，所以有v2＞v1
B．从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，机械能守恒
C．从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程，有（W1－△Ek）机械能转化为电能
D．从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，线框动能的变化量大小为△Ek= W1－W2
平行轨道PQ、MN两端各接一个阻值R1=R2＝8Ω的电阻，轨道间距L="1" m,轨道很长，本身电阻不计．轨道间磁场按如图所示的规律分布，其中每段垂直纸面向里和向外的磁场区域宽度均为2 cm，磁感应强度的大小均为B="1" T，每段无磁场的区域宽度均为1 cm，导体棒ab本身电阻r=1Ω，与轨道接触良好．现使ab以v="10" m/s向右匀速运动．求：
(1)当导体棒ab从左端进入磁场区域时开始计时，设电流方向从a流向b为正方向，请画出流过导体棒ab的电流随时间变化关系的i－t图象．
(2)整个过程中流过导体棒ab的电流为交变电流，求出流过导体棒ab的电流有效值．
水平平行放置的两根长直光滑金属导轨MN与PQ上放有一根直导线ab，ab与导轨垂直，其电阻为0.02，质量为0.1kg，它在导轨间的长度为20cm，导轨处于方向竖直向下的匀强磁场中，B=0.2T，电路中电阻R=0.008，其它电阻不计，求：

(1)断开电键K，ab在水平恒力F=0.1N的作用下，由静止开始沿轨道滑动过程中ab中的电动势随时间变化的表达式．
(2)当ab以10m/s的速度滑动时，闭合电键，并同时撤掉F力，那么由此时开始以后的时间里电路中电阻R放出焦耳热是多少．
如图所示，一光滑矩形框架abcd与水平面成某一夹角，其ab边位于同一水平面内，整个框架位于磁感强度为B的匀强磁场中，磁场方向与框架所在平面垂直，框架的ad、bc两边的电阻不计，ab、cd两边的长度均为L，电阻均为R，今有一质量为m、电阻为2R的导体棒MN无摩擦地从ab处以某一速度沿框架面往上冲，上升中MN两端与框架总保持良好的接触，MN上升达到的最大高度为h(仍在框架之内)，此过程中框架ab边发热量为Q，试求此过程中ab边发热的最大功率．

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