（11分）如下圖所示，把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應強度為B的勻強磁場中，一長度為2a，電阻等于R，粗細均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸．當金屬棒以恒定速度v向右移動經(jīng)過環(huán)心O時，求：

（1）棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN；
（2）在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率．

（1）（2）

解析試題分析：（1）導體棒運動產(chǎn)生電流，它相當于電源，內(nèi)阻為R，電動勢為：E＝Blv＝2Bav ①（2分）
畫出等效電路圖如圖所示，根據(jù)右手定則，金屬棒中電流從N流向M，所以M相當于電源的正極，N相當于電源的負極．

外電路總電阻為 ②（1分）
根據(jù)閉合電路歐姆定律，棒上電流大小為：
 ③（2分
棒兩端電壓是路端電壓④（1分）
將數(shù)據(jù)代入④式解得： ⑤（1分）
（2）圓環(huán)和金屬棒上的總熱功率為：
P＝EI ⑥（3分）
由①⑥式解得：⑦（1分）
考點： 考查了電磁感應切割類問題綜合應用

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

在如圖所示的實驗裝置中，已知靈敏電流計的電流從“＋”接線柱流入時指針從刻度盤正中間向右偏，從“—”接線柱流入時指針向左偏。（螺線管A線圈上端與左側(cè)接線柱相連，線圈下端與右側(cè)接線柱相連）

(1)合上S將線圈A插入B的過程中，電流表指針向____偏。
(2)合上S將線圈A插入B后，將變阻器觸頭向左移動時，電流表指針向____偏。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，足夠長的金屬直導軌MN和PQ與阻值為R的電阻相連，平行地固定在水平桌面上，導軌間存在一垂直于紙面向里的勻強磁場，導軌的電阻不計。金屬直桿ab垂直于導軌MN和PQ放置，其質(zhì)量為m,電阻為r，金屬直桿ab與導軌間的動摩擦因數(shù)為�，F(xiàn)用水平恒力F向右拉桿ab，使之由圖中位置從靜止開始水平向右運動，桿ab在運動過程中始終與兩條直導軌垂直且保持良好接觸。經(jīng)時間t后，ab桿開始做勻速直線運動，此時理想電壓表的示數(shù)為U(己知重力加速度為g），求：

（1)ab桿勻速運動時的速度vm;
(2) ab桿在加速過程中，通過R的電量q及ab桿在加速過程中的位移大小x。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示，兩根質(zhì)量均為m、電阻均為R、長度均為l的導體棒a、b，用兩條等長的、質(zhì)量和電阻均可忽略的、不可伸長的柔軟長直導線連接后，b放在距地面足夠高的光滑絕緣水平桌面上，a靠在桌子的光滑絕緣側(cè)面上；兩根導體棒均與桌子邊緣平行。整個空間存在水平向右的勻強磁場，磁感應強度為B。開始時兩棒靜止，自由釋放后開始運動，導體棒a在落地前就已勻速運動，此時導體棒b仍未離開桌面。已知兩條導線除桌邊拐彎處外其余部位均處于伸直狀態(tài)，導線與桌子側(cè)棱間無摩擦。

（1）試求導體棒勻速運動時的速度大小。
（2）從自由釋放到剛勻速運動的過程中，若通過導體棒橫截面的電荷量為q，求該過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（8分）面積S = 0.2m2、n = 100匝的圓形線圈，處在如圖所示的磁場內(nèi)，磁感應強度隨時間t變化的規(guī)律是B = 0.02t，R = 3Ω，C = 30μF，線圈電阻r = 1Ω，求：

（1）通過R的電流大小和方向 
（2）電容器的電荷量。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（13分）如圖所示，左右兩邊分別有兩根平行金屬導軌相距為L，左導軌與水平面夾30°角，右導軌與水平面夾60°角，左右導軌上端用導線連接。導軌空間內(nèi)存在勻強磁場，左邊的導軌處在方向沿左導軌平面向下，磁感應強度大小為B的磁場中。右邊的導軌處在垂直于右導軌斜向上，磁感應強度大小也為B的磁場中。質(zhì)量均為m的導桿ab和cd垂直導軌分別放于左右兩側(cè)導軌上，已知兩導桿與兩側(cè)導軌間動摩擦因數(shù)均為μ=，回路電阻恒為R，若同時無初速釋放兩導桿，發(fā)現(xiàn)cd沿右導軌下滑距離時，ab桿才開始運動。（認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）。

（1）試求ab桿剛要開始運動時cd棒的速度
（2）以上過程中，回路中共產(chǎn)生多少焦耳熱？
（3）cd棒的最終速度為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（13分）如圖所示，兩平行金屬導軌間的距離L="0.40" m，金屬導軌所在的平面與水平面夾角θ=37°，在導軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應強度B="0.50" T，方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場.金屬導軌的一端接有電動勢E="4.5" V、內(nèi)阻r="0.50" Ω 的直流電源.現(xiàn)把一個質(zhì)量m="0.040" kg 的導體棒ab放在金屬導軌上，導體棒恰好靜止.導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好，導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻R0=2.5 Ω，金屬導軌電阻不計，g取10 m/s2.已知sin37°=0.60,cos37°=0.80，
求：

(1)通過導體棒的電流；
(2)導體棒受到的安培力大��；
(3)導體棒受到的摩擦力.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖甲所示,一個圓形線圈的匝數(shù)n="1" 000,線圈面積S="200" cm2,線圈的電阻r="1" Ω,線圈外接一個阻值R="4" Ω的電阻,把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強磁場中,磁感應強度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示。求:

(1)前4 s內(nèi)的感應電動勢；
(2)前4 s內(nèi)通過R的電荷量；
(3)線圈電阻r消耗的功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，兩根平行的導軌處于同一水平面內(nèi)，相距為L．導軌左端用阻值為R的電阻相連，導軌的電阻不計。導軌上跨接一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿，金屬桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)為μ．整個裝置放在豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度為B，磁場寬度為S1．現(xiàn)對桿施加一水平向右的恒定拉力F，使它由靜止開始進入磁場區(qū)域，當金屬桿離開磁場時立即將拉力F撤去，金屬桿繼續(xù)運動了一段距離后停止在導軌上。已知重力加速度為g．

（1）若金屬桿在離開磁場前就做勻速直線運動，求勻速運動的速度；
（2）金屬桿運動過程，通過電阻R的電量是多少？
（3）若金屬桿離開磁場繼續(xù)運動了S2后停止在導軌上。金屬桿運動過程，電阻R產(chǎn)生的熱量是多少？

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