题目内容

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.

图12-73
Pm=
因金属棒MN的电阻是电阻R的两倍，电流相等，所以金属棒上升过程中产生的焦耳热为2Q.设金属棒初速为v0，=mg+3Q，所以v0=．
金属棒开始运动时热功率最大，电动势E0=BLv0，最大热功率Pm=．
联立以上各式解得?Pm=．
练习册系列答案
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（18分）洛伦兹力演示仪是由励磁线圈（也叫亥姆霍兹线圈）、洛伦兹力管和电源控制部分组成的。励磁线圈是一对彼此平行的共轴串联的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场。洛伦兹力管的圆球形玻璃泡内有电子枪，能够连续发射出电子，电子在玻璃泡内运动时，可以显示出电子运动的径迹。其结构如图所示。
（1）给励磁线圈通电，电子枪垂直磁场方向向左发射电子，恰好形成如“结构示意图”所示的圆形径迹，则励磁线圈中的电流方向是顺时针方向还是逆时针方向？
（2）两个励磁线圈中每一线圈为N = 140匝，半径为R =" 140" mm，两线圈内的电流方向一致，大小相同为I = 1.00A，线圈之间距离正好等于圆形线圈的半径，在玻璃泡的区域内产生的磁场为匀强磁场，其磁感应强度（特斯拉）。灯丝发出的电子经过加速电压为U=125V的电场加速后，垂直磁场方向进入匀强磁场区域，通过标尺测得圆形径迹的直径为D = 80.0mm，请估算电子的比荷。（答案保留2位有效数字）
（3）为了使电子流的圆形径迹的半径增大，可以采取哪些办法？
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=__________.
如下图所示，U形线框abcd处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向内，长度为L的直导线MN中间串有一个电压表跨接在ab与cd上且与ab垂直，它们之间的接触是完全光滑的，R为电阻，C为电容器。现令MN以速度v0向右匀速运动，用U表示电压表的读数，Q表示电容器所带电荷量，C表示电容器的电容，F表示对MN的拉力，设电压表的体积很小，其中线圈切割磁感线对MN间的电压的影响可以忽略不计，则(    )
A．U＝BLv0B．F＝0C．U＝0D．F＝v02B2L2/R
如图3-6-6所示，空间有一个方向水平的有界匀强磁场区域，一矩形导线框，自磁场上
方某一高度处自由下落，然后进入磁场.进入磁场时，导线框平面与磁场方向垂直.则在进入时，导线框的速度图象可能（   ）

图3-6-6
如图9-3-24所示，在水平桌面上放置两条相距l、电阻不计的平行光滑金属导轨ab、cd，阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连.质量为m、电阻不计的滑杆MN垂直于导轨并可在导轨上滑动.整个装置放置于竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B.滑杆的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与另一质量也为m的物块相连，绳处于拉直状态.现从静止开始释放物块，若当物块下落高度时恰好达到最大速度，用g表示重力加速度，则（　　）

图9-3-24
A．物块最大速度为
B．物块最大速度为
C．在此过程中电阻R放出的热量为
D．物块达到最大速度时刻，电阻R消耗的功率为
（11分）如图所示，有一区域足够大的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向与水平放置的导轨垂直。导轨宽度为L，右端接有电阻R。MN是一根质量为m的金属棒，金属棒与导轨垂直放置，且接触良好，金属棒与导轨电阻均不计。金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，现给金属棒一水平初速度v0，使它沿导轨向左运动。已知金属棒停止运动时位移为s。求：
（1）金属棒速度为v时的加速度为多大？
（2）金属棒运动过程中通过电阻R的电量q；
（3）金属棒运动过程中回路产生的焦耳热Q。
如图所示，导体框架内有一匀强磁场垂直穿过，磁感应强度B=0.3T，电阻R1=3Ω，R2=6Ω，可动导体棒AB长为L=0.8m，每米长的电阻为r0=1.0Ω/m，导体框的电阻不计，导体框架间距离为d = 0.5m，当AB以v0=10m/s的速度向右匀速移动时，求：

（1）电阻R1中通过的电流强度的大小和方向；
（2）维持导体棒AB匀速运动所需要加的外力的大小；
（3）外力的功率大小；
（4）导体棒AB两端的电势差
如图所示，矩形线圈abcd 在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴
P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时
A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流
B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势
C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→b→c→d
D．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力

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