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    （11分）如下图所示，把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，一长度为2a，电阻等于R，粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触．当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时，求：

    （1）棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN；
    （2）在圆环和金属棒上消耗的总热功率．

    （1）（2）

    解析试题分析：（1）导体棒运动产生电流，它相当于电源，内阻为R，电动势为：E＝Blv＝2Bav ①（2分）
    画出等效电路图如图所示，根据右手定则，金属棒中电流从N流向M，所以M相当于电源的正极，N相当于电源的负极．

    外电路总电阻为 ②（1分）
    根据闭合电路欧姆定律，棒上电流大小为：
     ③（2分
    棒两端电压是路端电压④（1分）
    将数据代入④式解得： ⑤（1分）
    （2）圆环和金属棒上的总热功率为：
    P＝EI ⑥（3分）
    由①⑥式解得：⑦（1分）
    考点： 考查了电磁感应切割类问题综合应用

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    在如图所示的实验装置中，已知灵敏电流计的电流从“＋”接线柱流入时指针从刻度盘正中间向右偏，从“—”接线柱流入时指针向左偏。（螺线管A线圈上端与左侧接线柱相连，线圈下端与右侧接线柱相连）

    (1)合上S将线圈A插入B的过程中，电流表指针向____偏。
    (2)合上S将线圈A插入B后，将变阻器触头向左移动时，电流表指针向____偏。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    如图所示，足够长的金属直导轨MN和PQ与阻值为R的电阻相连，平行地固定在水平桌面上，导轨间存在一垂直于纸面向里的匀强磁场，导轨的电阻不计。金属直杆ab垂直于导轨MN和PQ放置，其质量为m,电阻为r，金属直杆ab与导轨间的动摩擦因数为。现用水平恒力F向右拉杆ab，使之由图中位置从静止开始水平向右运动，杆ab在运动过程中始终与两条直导轨垂直且保持良好接触。经时间t后，ab杆开始做匀速直线运动，此时理想电压表的示数为U(己知重力加速度为g），求：

    （1)ab杆匀速运动时的速度vm;
    (2) ab杆在加速过程中，通过R的电量q及ab杆在加速过程中的位移大小x。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （12分）如图所示，两根质量均为m、电阻均为R、长度均为l的导体棒a、b，用两条等长的、质量和电阻均可忽略的、不可伸长的柔软长直导线连接后，b放在距地面足够高的光滑绝缘水平桌面上，a靠在桌子的光滑绝缘侧面上；两根导体棒均与桌子边缘平行。整个空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度为B。开始时两棒静止，自由释放后开始运动，导体棒a在落地前就已匀速运动，此时导体棒b仍未离开桌面。已知两条导线除桌边拐弯处外其余部位均处于伸直状态，导线与桌子侧棱间无摩擦。

    （1）试求导体棒匀速运动时的速度大小。
    （2）从自由释放到刚匀速运动的过程中，若通过导体棒横截面的电荷量为q，求该过程中系统产生的焦耳热。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （8分）面积S = 0.2m2、n = 100匝的圆形线圈，处在如图所示的磁场内，磁感应强度随时间t变化的规律是B = 0.02t，R = 3Ω，C = 30μF，线圈电阻r = 1Ω，求：

    （1）通过R的电流大小和方向 
    （2）电容器的电荷量。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （13分）如图所示，左右两边分别有两根平行金属导轨相距为L，左导轨与水平面夹30°角，右导轨与水平面夹60°角，左右导轨上端用导线连接。导轨空间内存在匀强磁场，左边的导轨处在方向沿左导轨平面向下，磁感应强度大小为B的磁场中。右边的导轨处在垂直于右导轨斜向上，磁感应强度大小也为B的磁场中。质量均为m的导杆ab和cd垂直导轨分别放于左右两侧导轨上，已知两导杆与两侧导轨间动摩擦因数均为μ=，回路电阻恒为R，若同时无初速释放两导杆，发现cd沿右导轨下滑距离时，ab杆才开始运动。（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。

    （1）试求ab杆刚要开始运动时cd棒的速度
    （2）以上过程中，回路中共产生多少焦耳热？
    （3）cd棒的最终速度为多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （13分）如图所示，两平行金属导轨间的距离L="0.40" m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B="0.50" T，方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E="4.5" V、内阻r="0.50" Ω 的直流电源.现把一个质量m="0.040" kg 的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2.已知sin37°=0.60,cos37°=0.80，
    求：

    (1)通过导体棒的电流；
    (2)导体棒受到的安培力大小；
    (3)导体棒受到的摩擦力.

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n="1" 000,线圈面积S="200" cm2,线圈的电阻r="1" Ω,线圈外接一个阻值R="4" Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。求:

    (1)前4 s内的感应电动势；
    (2)前4 s内通过R的电荷量；
    (3)线圈电阻r消耗的功率。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    如图所示，两根平行的导轨处于同一水平面内，相距为L．导轨左端用阻值为R的电阻相连，导轨的电阻不计。导轨上跨接一质量为m、电阻为r的金属杆，金属杆与导轨之间的动摩擦因数为μ．整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，磁场宽度为S1．现对杆施加一水平向右的恒定拉力F，使它由静止开始进入磁场区域，当金属杆离开磁场时立即将拉力F撤去，金属杆继续运动了一段距离后停止在导轨上。已知重力加速度为g．

    （1）若金属杆在离开磁场前就做匀速直线运动，求匀速运动的速度；
    （2）金属杆运动过程，通过电阻R的电量是多少？
    （3）若金属杆离开磁场继续运动了S2后停止在导轨上。金属杆运动过程，电阻R产生的热量是多少？

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