题目内容

如图所示，光滑导轨水平放置，导轨电阻不计，左端连接一个固定电阻。金属杆在恒力作用下由静止开始从AC位置向右运动，进入右侧第一个匀强磁场后立即作匀速直线运动，然后经过无磁场区域进入第二个匀强磁场区域，刚进入磁场再次作匀速直线运动。已知第一个匀强磁场的磁感应强度为第二个匀强磁场的磁感应强度的倍，DF、FH、HP间距离相同。求：

（1）金属杆第一次匀速与第二次匀速运动的速度之比？
（2）AD、FH的距离之比？
（3）第一次经过匀强磁场系统的生热量与第二次经过匀强磁场系统的生热量之比？
（1）v1：v2=1：2（2）AD/FH=1：3（3）1：1 

试题分析：(1) F安=BIL       1分
I=E/R         1分
E=BLv         1分
F=B2L2v/R       1分
因为匀速运动，所以恒力F=F安1=F安2    
可得v1：v2=1：2     1分
(2)金属杆由AC运动到DE的过程中应用动能定理有：Fd=mv12/2        2分
金属杆由FG运动到HM的过程中再次应用动能定理有：FS=mv22/2- mv12/2         2分
因为V1：V2=1：2带入可得AD/FH=1：3         (1分)
(3) 第一次经过匀强磁场系统的生热量等于FS         
第二次经过匀强磁场系统的生热量也等于FS       
所以系统生热之比为1：1       2分
点评：要能够把法拉第电磁感应定律与电路知识结合运用．电磁感应中动力学问题离不开受力分析和运动过程分析．关于电磁感应中能量问题我们要从功能关系角度出发研究．
练习册系列答案
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一种早期发电机原理示意图如图所示，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，线圈圆心为点。在磁极绕转轴匀速转动的过程中，当磁极与点在同一条直线上时，穿过线圈的
A．磁通量最大，磁通量变化率最大
B．磁通量最大，磁通量变化率最小
C．磁通量最小，磁通量变化率最大
D．磁通量最小，磁通量变化率最小
如图所示，在跟匀强磁场垂直的平面内放置一个折成锐角的裸导线MON，∠MON=α。在它上面搁置另一根与ON垂直的导线PQ，PQ紧贴MO，ON并以平行于ON的速度V，从顶角O开始向右匀速滑动，设裸导线单位长度的电阻为R0，磁感强度为B，求回路中的感应电流。
如图所示为“研究感应电流产生的条件”的实验装置，下列操作中，电流计的指针不会发生偏转的是：
A．将条形磁铁插入线圈的过程中
B．将条形磁铁从线圈中拔出的过程中
C．将条形磁铁放在线圈中不动
D．将条形磁铁从图示位置向左移动的过程中
下列哪些装置是利用电磁感应原理制成的（　　　）
A．变压器B．手电筒C．交流发电机D．电动机
如图所示为“探究产生感应电流的条件”的实验装置.下列操作中，电流表的指针不会发生偏转的是
A．将条形磁铁插人线圈
B．将条形磁铁从线圈中拔出
C．将条形磁铁放在线圈中不动
D．将条形磁铁从图示位置向左移动
闭合矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时：
A．穿过线圈的磁通量最大B．线圈中感应电动势最大
C．穿过线圈的磁通量变化率最大D．流过线圈的电流最大
（18分）如图为某同学设计的速度选择装置，两根足够长的光滑导轨MM/和NN/间距为L与水平面成θ角，上端接滑动变阻器R，匀强磁场B0垂直导轨平面向上，金属棒ab质量为m恰好垂直横跨在导轨上。滑动变阻器R两端连接水平放置的平行金属板，极板间距为d，板长为2d，匀强磁场B垂直纸面向内。粒子源能发射沿水平方向不同速率的带电粒子，粒子的质量为m0，电荷量为q，ab棒的电阻为r，滑动变阻器的最大阻值为2r，其余部分电阻不计，不计粒子重力。

（1）（7分）ab棒静止未释放时，某种粒子恰好打在上极板中点P上，判断该粒子带何种电荷？该粒子的速度多大？
（2）（5分）调节变阻器使R=0.5r，然后释放ab棒，求ab棒的最大速度？
（3）（6分）当ab棒释放后达到最大速度时，若变阻器在r≤R≤2r范围调节，总有粒子能匀速穿过平行金属板，求这些粒子的速度范围？
如图14所示，光滑的U形金属导轨MNN′M′水平的固定在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨的宽度为L，其长度足够长，M′、M之间接有一个阻值为R的电阻，其余部分电阻不计．一质量为m、电阻也为R的金属棒ab恰能放在导轨之上，并与导轨接触良好．给棒施加一个水平向右的瞬间作用力，棒就沿轨道以初速度v0开始向右滑行．求：

(1)开始运动时，棒中的瞬时电流i和棒两端的瞬时电压u分别为多大？
(2)当棒的速度由v0减小到v0/10的过程中，棒中产生的焦耳热Q是多少？

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