题目内容

如图, 金属棒a自h 高处从静止开始沿光滑的弧形轨道下骨，进入光滑水平导轨后，在自上而下的匀强磁场B中运动．在水平导轨上原来放着静止的另一根金属棒b，已知两棒的质量关系．

(1)画出a棒刚进入磁场的瞬间的两棒受力图，并求出两棒加速度大小之比．
(2)如果两棒始终没有相碰，求两棒的最终速度(设它们都没有离开磁场),并求出整个过程中两棒和两导轨组成的回路中消耗的电能．
（1）  1：2 ，  （2）

练习册系列答案
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如图甲所示，空间有一宽为2L的匀强磁场区域，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外.abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框，总电阻为R.线框以垂直磁场边界的速度v匀速通过磁场区域.在运动过程中，线框ab、cd两边始终与磁场边界平行.线框刚进入磁场的位置x=0，x轴沿水平方向向右.求:
(1)cd边刚进入磁场时，ab两端的电势差，并指明哪端电势高；
(2)线框穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热；
(3)在下面的乙图中，画出ab两端电势差Uab随距离变化的图象.其中U0=BLv0.
 
如图12-13所示,有一闭合的矩形导体框,框上M、N两点间连有一电压表,整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,且框面与磁场方向垂直.当整个装置以速度v向右匀速平动时,M、N之间有无电势差?__________(填“有”或“无”)，电压表的示数为__________.

图12-13
如图所示，在倾角为300的绝缘斜面上，固定两条无限长的平行光滑金属导轨，匀强磁场B垂直于斜面向上，磁感应强度B=0.4T，导轨间距L=0.5m，两根金属棒ab、cd与导轨垂直地放在导轨上，金属棒ab和cd的质量分别为m1=0.1kg，m2=0.2kg，电阻分别为r1＝0.8W，r2＝1.2W，导轨电阻不计．当用沿斜面向上的恒力F拉动金属棒ab匀速向上运动时．金属棒cd恰在斜面上保持静止。(g取10m/s2) 求：
（1）金属棒ab两端的电势差为多大？
（2）F力的功率？
（3）2秒内电路里产生的焦耳热？
如图所示，PQMN与CDEF为两根足够长的固定平行金属导轨，导轨间距为L。PQ、MN、CD、EF为相同的弧形导轨；QM、DE为足够长的水平导轨。导轨的水平部分QM和DE处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。a、b为材料相同、长都为L的导体棒，跨接在导轨上。已知a棒的质量为m、电阻为R，a棒的横截面是b的3倍。金属棒a和b都从距水平面高度为h的弧形导轨上由静止释放，分别通过DQ、EM同时进入匀强磁场中，a、b棒在水平导轨上运动时不会相碰。若金属棒a、b与导轨接触良好，且不计导轨的电阻和棒与导轨的摩擦。
（1）金属棒a、b刚进入磁场时，回路中感应电流的方向如何？
（2）通过分析计算说明，从金属棒a、b进入磁场至某金属第一次离开磁场的过程中，电路中产生的焦耳热。
（20分）如图甲所示，一边长为L，质量为m，电阻为R的金属丝方框竖直放置在磁场中，磁场方向垂直方框平面，磁感应强度的大小随y的变化规律为，k为恒定常数，同一水平面上磁感应强度相同．现将方框以初速度v0从O点水平抛出，重力加速度为g，不计阻力．
（1）通过计算确定方框最终运动的状态；
 
（2）若方框下落过程中产生的电动势E与下落高度y的关系如图乙所示，求方框下落H高度时产生的内能．
固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd各边长为l，其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝，其余三边电阻可忽略的铜线，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里．现有一段与ab完全相同的电阻丝PQ架在导线框上（如图12－3－14所示），以恒定速度从ad滑向bc，当PQ滑到距离ad多少时，通过PQ段电阻丝的电流最小？最小电流为多少？方向如何？
如图所示，一个边长为a的正方形闭合线框，自某一高处自由下落，当线框的下边进入水平方向的匀强磁场时，线框即作匀速运动。已知线框的质量为m，电阻为R，磁场的磁感强度为B（不考虑空气阻力）求：

1)当线框下边刚进入磁场时，线框所受的磁场力F的大小；
2)当线框下边刚进入磁场时，线框中感应电流I的大小；
3)线框开始自由下落时，线框下边离开磁场的高度h．
 
如图，半径为R的金属圆环，处于磁感强度为B，方向垂直于环平面的匀强磁场中，一根金属杆ab在圆环上沿圆环平面在拉力的作用下以速度v匀速向右运动。设金属圆环和杆的单位长度的电阻均为，当ab滑至图示位置时，求拉力的瞬时功率P=？

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