题目内容

如图所示，导体框架的平行导轨间距d＝1m，框架平面与水平面夹角＝30°，匀强磁场方向垂直框架平面向上，且B＝0.2T，导体棒ab的质量m＝0.2kg，R=0.1，水平跨在导轨上，且可无摩擦滑动（g取10m/s2）求：

⑴ab下滑的最大速度
⑵以最大速度下滑时，ab棒上的电热功率。
（1）2.5m/s（2）2.5W

试题分析：(1) mgsin =F=BIL           ①
其中I=      ②
由①②解得=2.5m/s
(2) 根据公式可得=2.5W
点评：安培力是此类型题目的关键，需要先受力分析，根据共点力平衡或者牛顿第二定律求解安培力
练习册系列答案
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如图所示，边长为L的正方形线圈abcd，其匝数为n，总电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B.若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕OO′轴匀速转动，则以下判断中正确的是

A．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式e＝nBL2ωsinωt
B．在t＝时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，此时磁通量随时间变化最快
C．从t＝0时刻到t＝时刻，电阻R上产生的热量为Q＝n2B2L4πωR/16(R+r)2
D．从t＝0时刻到t＝时刻，通过R的电荷量q＝BL2/2R
如下图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计．斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上．质量为m、电阻不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒ab垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上升，上升高度为h.则在此过程中，以下错误的是(　 　)
A．作用于棒ab上的各力的合力所做的功等于零
B．恒力F和重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热
C．恒力F和安培力的合力所做的功等于零
D．恒力F所做的功等于棒ab重力势能的增加量和电阻R上产生的焦耳热之和
在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域，区域I的磁场方向垂直斜面向上，区域II的磁场方向垂直斜面向下，磁场和宽度HP及PN均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，t1时刻ab边刚越GH进入磁场I区域，此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动；t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置，此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动。重力加速度为g，下列说法中正确的是
A．当ab边刚好越过JP时，导线框具有加速度大小为a=gsinθ
B．导线框两次匀速直线运动的速度v1:v2=4：1
C．从t1到t2的过程中，导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少
D．从t1到t2的过程中，有机械能转化为电能
如右图所示，a、b是同种材料(非超导材料)制成的等长导体棒，静止于水平面内足够长的光滑水平导轨上，b的质量是a的2倍，匀强磁场垂直于纸面向里．若给a 4.5 J的初动能使之向左运动，最后a、b速度相同且均为a初速度的，不计导轨的电阻，则整个过程中a棒产生的热量最大值为(　　)
A．2 JB．1.5 J
C．3 JD．4.5 J
两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻，将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示，除电阻R外其余电阻不计，现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（     ）
A．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b
B．金属棒向下运动时弹簧弹力和安培力一直在增大
C．金属棒运动过程中所受安培力的方向始终与运动方向相反
D．金属棒减少的重力势能全部转化为回路中增加的内能
MN与PQ为足够长的光滑金属导轨，相距L=0.5m，导轨与水平方向成θ=30°
放置。匀强磁场的磁感应强度B=0.4T，方向与导轨平面垂直指向左上方。金属棒ab、cd放
置于导轨上（与导轨垂直），质量分别为mab=0.1kg和mcd=0.2kg，ab、cd的总电阻为R=0.2Ω
（导轨电阻不计）。当金属棒ab在外力的作用下以1.5m/s的速度沿导轨匀速向上运动时，
求

（1）当ab棒刚开始沿导轨匀速运动时，cd棒所受安培力的大小和方向。
（2）cd棒运动时能达到的最大速度。
如图所示，宽度L=0.2m、足够长的平行光滑金属导轨固定在位于竖直平面内的绝缘板上，导轨所在空间存在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场，磁场方向跟导轨所在平面垂直．一根导体棒MN两端套在导轨上与导轨接触良好，且可自由滑动，导体棒的电阻值R=l.5Ω，其他电阻均可忽略不计．电源电动势E=3.0V，内阻可忽略不计，取重力加速度g=10m/s2．当S1闭合，S2断开时，导体棒恰好静止不动．
（1）求S1闭合，S2断开时，导体棒所受安培力的大小；
（2）将S1断开，S2闭合，使导体棒由静止开始运动，求当导体棒的加速度a=5.0m/s2时，导体棒产生的感应电动势大小；
（3）将S1断开，S2闭合，使导体棒由静止开始运动，求导体棒运动的最大速度的大小．
如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出．左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是(　　)
A．当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点
B．当金属棒ab向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势
C．当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点
D．当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点

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