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= . 题目和参考答案——青夏教育精英家教网——

题目内容

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=__________.

3 J

根据功能关系，外力做功提供的能量一部分转化为ab棒的动能，另一部分转化为感应电流的电能，最后转化为焦耳热，即Fs=

mv²+Q ①
当棒达到最大速度v_m时有F="BIl " ②
而

③
由①②③得Q="3" J.

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如图12-16所示，横截面为矩形的管道中，充满了水银，管道的上下两壁为绝缘板，前后两壁为导体板（图中斜线部分），两导体板被一导线cd短路。管道的高度为a，宽度为b，长度为L。当加在管道两端截面上的压强差为P，水银沿管道方向自左向右流动时，作用在这段水银上的粘滞阻力f与速度成正比，即：f=kv.

(1)水银的稳定流速v₁为多大？
(2)将管道置于一匀强磁场中，磁场与绝缘壁垂直，磁感应强度为B，方向向上，此时水银的稳定流速v₂又是多大?(已知水银的电阻率为ρ，磁场只存在于管道所在的区域，不考虑管道两端之外水银对电路的影响。)

如图11所示,竖直放置在匀强磁场中的固定光滑长直导轨,自身的电阻不计.磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度B="0.5" T.两导体棒ab、cd的长均和导轨宽度相同,为l="0.2" m,电阻均为r="0.1" Ω,重力均为G="0.1" N,导体棒与导轨接触良好.现用竖直向上的推力F推ab,使它匀速上升,此时观察到cd处于静止.下列说法正确的是(　　)?

A．ab受到的推力F大小为0.1 N

B．2 s内回路中产生的电能为0.2 J

C．2 s内cd上产生的电热为0.4 J

D．ab上升的速度为2 m/s

如图所示G为指针在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况.今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是_________________；图（3）中电流计的指针从中央向________________偏转；图（4）中的条形磁铁上端为______________极.

如下图所示，一个“U”形金属导轨PMNQ，其质量为M＝2 kg，放在光滑绝缘的水平面上，处于匀强磁场中，另有一根质量为m＝0.6 kg的金属棒CD与MN边平行放置在导轨上，CD边左边靠着固定的卡口a、b，卡口能阻止CD棒向左运动。匀强磁场以图中虚线为界，左侧的磁场B₁方向竖直向上(区域无限大)，右侧的磁场B₂方向水平向左，磁感应强度的大小都是0.80 T，如图所示。导轨MN段长为0.50 m，电阻为0.40 Ω，金属棒CD的电阻是0.40 Ω，其余电阻不计，CD与导轨间的动摩擦因数为0.20。若在导轨上作用一个方向水平向左，大小为2.4 N的恒力，设导轨足够长，取g＝10 m/s²。
求：导轨运动过程中的最大加速度和最大速度。

如图12-73所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距L，导轨平面与水平面间夹角为θ，上端连接阻值为R的电阻，匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度为B.有一质量为m、电阻为2R的金属棒MN与导轨垂直，以某一初速沿导轨向上运动，金属棒和导轨接触良好，上升的最大高度为h，在此过程中阻值为R 的电阻上产生的焦耳热为Q.求：在金属棒运动过程中整个回路的最大热功率.

（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U_db多大

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/

(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．

如图甲所示正方形金属线框abcd，边长L=2.5m、质量m=0.5kg、各边电阻均为1Ω。其水平放置在光滑绝缘的水平面上，它的ab边与竖直向上的匀强磁场边界MN重合，磁场的磁感应强度B=0.8T。现在水平拉力F作用下由静止开始向左运动，经过5s线框被拉出磁场。测得金属线框的速度随时间变化的图象v_t—t如乙图所示，在金属线框被拉出磁场的过程中。求：
（1）4s末线框cd边的电压大小；
（2）4s末水平拉力F的大小；

（3）已知在这5s内拉力F做功1.92J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？