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    在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中有一个正方形金属线圈abcd，边长L=0.2m．线圈的ad边与磁场的左侧边界重合，如图所示，线圈的电阻R=0.4Ω．用外力把线圈从磁场中移出有两种方法：一种是用外力把线圈从左侧边界匀速平移出磁场；另一种是以ad边为轴，用力使线圈匀速转动移出磁场，两种过程所用时间都是t=0.1s．求
    （1）线圈匀速平移出磁场的过程中，外力对线圈所做的功．
    （2）线圈匀速转动移出磁场的过程中，外力对线圈所做的功．
    （1）使线圈匀速平动移出磁场时，bc边切割磁感线而产生恒定感应电动势E=BLv．而v=
    L
    t
    ．
    外力对线圈做的功等于线圈中消耗的电能，即
    W1=
    E2
    R
    t    =
    (BLv)2
    R
    t    =
    (BL?
    L
    t
    )    2
    R
    t    =
    B2L4
    Rt
    =
    0．52×0．24
    0.4×0.1
    =0.01J
    （2）线圈以ad边为轴匀速转出磁场时，线圈中产生的感应电动势和感应电流都是按正弦规律变化的，感应电动势和感应电流的最大值为：
    Em=BSω，ω=
    π
    2t

    外力对线圈做的功等于线圈中消耗的电能，即
    W2=
    (
    Em
    		2
    )2
    R
    ?t    =
    E2m
    2R
    t    =
    πB2L4
    8Rt
    =0.012J
    答：
    （1）线圈匀速平移出磁场的过程中，外力对线圈所做的功为0.01J．
    （2）线圈匀速转动移出磁场的过程中，外力对线圈所做的功为0.012J．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源：不详 题型：多选题

    如图所示，质量为3m的重物与一质量为m的线框用一根绝缘细线连接起来，挂在两个高度相同的定滑轮上，已知线框电阻为R，横边边长为L，水平方向匀强磁场的磁感应强度为B，磁场上下边界的距离、线框竖直边长均为h．初始时刻，磁场的下边缘和线框上边缘的高度差为2h，将重物从静止开始释放，线框穿出磁场前，若线框已经做匀速直线运动，滑轮质量、摩擦阻力均不计．则下列说法中正确的是（　　）
    A．线框进入磁场时的速度为
    		2gh
    B．线框穿出磁场时的速度为
    mgR
    B2L2
    C．线框通过磁场的过程中产生的热量Q=8mgh-
    8m3g2R2
    B4L4
    D．线框进入磁场后，若某一时刻的速度为v，则加速度为a=
    1
    2
    g-
    B2L2v
    4mR

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示,两个互连的金属圆环,粗金属环的电阻为细金属环电阻的二分之一.磁场垂直穿过粗金属环所在区域.当磁场的磁感应强度随时间均匀变化时,在粗环内产生的感应电动势为ε,则a、b两点间的电势差为
    A．B．C．D．ε

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    4．如图所示，动圈式话筒能够将声音转变为微弱的电信号（交变电流），产生的电信号一般都不是直接送给扩音机，而是经过一只变压器之后再送给扩音机放大，变压器的作用是能够减少信号沿导线传输过程中的电能损失，关于话筒内的这只变压器，下列说法中正确的是
    A．一定是升压变压器，因为P=UI，升压后，电流减小，导线上损失的电能减少
    B．一定不是升压变压器，因为P=U2/R，升压后，导线上损失的电能会增加
    C．一定是降压变压器，因为I2=n1I1/n2，降压后，电流增大，使到达扩音机的信号加强
    D．一定不是降压变压器，因为P=I2R，降压后，电流增大，导线上损失的电能会增加

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具，它的驱动系统简化为如下模型，固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框，电阻为R，金属框置于xOy平面内，长边MN为l平行于y轴，宽为d的NP边平行于x轴，如图l所示。列车轨道沿Ox方向，轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度B沿O x方向按正弦规律分布，其空间周期为λ，最大值为B0，如图2所示，金属框同一长边上各处的磁感应强度相同，整个磁场以速度v0沿Ox方向匀速平移。设在短暂时间内，MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时问的变化可以忽略，并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶，某时刻速度为v

    （v＜v0）
    （1）简要叙述列车运行中获得驱动力的原理；
    （2）为使列车获得最大驱动力，写出MN、PQ边应处于磁场中的什么位置及λ与d之间应满足的关系式；
    （3）计算在满足第（2）问的条件下列车速度为v时驱动力的大小。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：多选题

    如图所示，闭合小金属环从高h的光滑曲面上端无初速滚下，又沿曲面的另一端上升，（　　）
    A．若是匀强磁场，则穿过环的磁通量不变，且在左侧滚上的高度小于h
    B．若是匀强磁场，则穿过环的磁通量不变，且在左侧滚上的高度等于h
    C．若是非匀强磁场，则穿过环的磁通量改变，且在左侧滚上的高度大于h
    D．若是非匀强磁场，则穿过环的磁通量改变，且在左侧滚上的高度小于h

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （20分）“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器，具有速度快，效率高等优点。如图是“电磁炮”的原理结构示意图。光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L＝0.2m。在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1×102T。“电磁炮”弹体总质量m=0.2kg，其中弹体在轨道间的电阻R＝0.4Ω。可控电源的内阻r=0.6Ω，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射。在某次试验发射时，电源为加速弹体提供的电流是I＝4×103A，不计空气阻力。求：

    （1）弹体所受安培力大小；
    （2）弹体从静止加速到4km/s，轨道至少要多长？
    （3）弹体从静止加速到4km/s过程中，该系统消耗的总能量；
    （4）请说明电源的电压如何自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （8分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，水平放置的框架宽度L=0.4m，框架电阻不计。金属棒电阻R＝0.8Ω，定值电阻R1=2Ω， R2=3Ω，当金属棒ab在拉力F的作用下以v=5m/s的速度向左匀速运动时，

    （1）金属棒ab两端的电压
    （2）电阻R1的热功率

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，固定于水平绝缘面上的很长的金属导轨，表面粗糙、电阻不计，导轨左端与一个定值电阻R相连，金属棒ab的质量为m，电阻不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面，则当棒ab在水平恒力F的作用下从静止起向右滑动的过程中
    A．恒力F做的功等于电路中产生的电能；
    B．恒力F与摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能；
    C．克服安培力做的功等于电路中产生的电能；
    D．恒力F与摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能与棒ab获得的动能之和。

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