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    如图所示，将一根质量为M=0.06kg的均匀导线杆弯成矩形闭合导线框abcd，其ab=cd=L1=0.1m，bc=ad=L2=0.2m．它的ad边由aO、dO′两轴承支撑沿水平放置，导线框位于竖直平面内，bc段中点固定一质量为m=0.02kg的小金属球，整个装置处在一方向竖直向上的匀强磁场中．当导线框中通以大小恒为1A的恒定电流I时，整个装置以OO′为轴从静止开始逆时针转动．
    （1）在图中画出导线框bc段中的电流方向；
    （2）若导线框运动过程中与竖直方向的最大偏角θ为37°，则匀强磁场的磁感应强度B1为多大？（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）
    （3）若已知磁感应强度B2=1T，则导线框在运动过程中，速度达到最大时，与竖直方向的偏角α为多大．
    （1）根据受力平衡，从而确定安培力的方向，再由左手定则，可确定电流方向为：b→c；
    （2）根据动能定理可知，B1IL2L1sinθ-mgL1（1-cosθ）-Mg（1-cosθ）=△Ek，
    解得B1=
    5
    6
    T；
    （3）速度最大时，整个装置处于力矩平衡状态，
    则有：B2IL2L1cosα=mgL1sinα+Mgsinα，
    得α=arctan0.4．
    答：（1）在图中画出导线框bc段中的电流方向：b→c；
    （2）若导线框运动过程中与竖直方向的最大偏角θ为37°，则匀强磁场的磁感应强度B1为=
    5
    6
    T；
    （3）若已知磁感应强度B2=1T，则导线框在运动过程中，速度达到最大时，与竖直方向的偏角α为arctan0.4．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，螺线管与相距L的两竖直放置的导轨相连，导轨处于垂直纸面向外、磁感应强度为B0的匀强磁场中．金属杆ab垂直导轨，杆与导轨接触良好，并可沿导轨无摩擦滑动．螺线管横截面积为S，线圈匝数为N，电阻为R1，管内有水平向左的变化磁场．已知金属杆ab的质量为m，电阻为R2，重力加速度为g．不计导轨的电阻，不计空气阻力，忽略螺线管磁场对杆ab的影响．
    （1）为使ab杆保持静止，求通过ab的电流的大小和方向；
    （2）当ab杆保持静止时，求螺线管内磁场的磁感应强度B的变化率；
    （3）若螺线管内方向向左的磁场的磁感应强度的变化率
    △B
    △t
    =k    （k＞0）．将金属杆ab由静止释放，杆将向下运动．当杆的速度为v时，仍在向下做加速运动．求此时杆的加速度的大小．设导轨足够长．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，在磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场中，有一竖直放置的导体框架，框架宽l=0.4m，框架上端的电阻R=0.9Ω，磁场方向垂直于框架平面．阻值r=0.1Ω的导体棒ab沿框架向下以v=5m/s速度做匀速运动，不计框架电阻及摩擦．问：
    （1）通过ab棒的电流是多大？方向如何？
    （2）ab受到的安培力是多大？
    （3）这个过程中能量是怎样转化的？

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图甲所示，一对足够长的平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道相距L=1m，左端之间用R=3Ω的电阻连接，轨道的电阻忽略不计．一质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体杆静置于两轨道上，并与两轨道垂直．整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上．现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆，拉力F与导体杆运动的位移x间的关系如图乙所示．当拉力达到最大时，导体杆恰好开始做匀速运动．当位移x=2.5m时撤去拉力，导体杆又滑行了一段距离△x后停下，已知在滑行△x的过程中电阻R上产生的焦耳热为12J．求：
    （1）拉力F作用过程中，通过电阻R上的电量q；
    （2）导体杆运动过程中的最大速度vm；
    （3）拉力F作用过程中，回路中产生的焦耳热Q．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    两根足够长的光滑金属导轨平行固定在倾角为θ的斜面上，它们的间距为d．磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间、方向垂直于斜面向上．两根金属杆ab、cd的质量分别为m和2m，垂直于导轨水平放置在导轨上，如图所示．设杆和导轨形成的回路总电阻为R而且保持不变，重力加速度为g．
    （1）给ab杆一个方向沿斜面向上的初速度，同时对ab杆施加一平行于导轨方向的恒定拉力，结果cd杆恰好保持静止而ab杆则保持匀速运动．求拉力做功的功率．
    （2）若作用在ab杆的拉力与第（1）问相同，但两根杆都是同时从静止开始运动，求两根杆达到稳定状态时的速度．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，空间中自下而上依次分布着垂直纸面向内的匀强磁场区域I、Ⅱ、Ⅲ．…．n，相邻两个磁场的间距均为a=1.2m．一边长L=0.2m、质量m=0.5kg、电組R=0.01Ω的正方形导线框，与质量M=2kg的物块通过跨过两光滑轻质定滑轮的轻质细线相连．线框的上边距离磁场I的下边界为b=1m，物块放在倾角θ=53°的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，斜面足够长．将物块由静止释放，线框在每个磁场区域中均做匀速直线运动．已知重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求
    （1）线框进人磁场I时速度v1的大小；
    （2）磁场I的磁感应强度B1的大小；
    （3）磁场n的磁感应强度Bn与B1的函数关系．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    如图所示，金属圆环半径为r，电阻的值为2R．金属杆oa一端可绕环的圆心O旋转，另一端a搁在环上，电阻值为R．另一金属杆ob一端固定在O点，另一端b固定在环上，电阻值也是R．加一个垂直圆环的磁感强度为B的匀强磁场，并使oa杆以角速度ω匀速旋转．如果所有触点接触良好，ob不影响oa的转动，流过oa的电流的最小值为______．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，水平旋转的平行金属导轨M、N间接一阻值R=0.128Ω的电阻，轨道宽为L=0.8m．轨道上搭一金属棒ab，其质量m=0.4kg，ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，除R外其余电阻不计，垂直于轨道的匀强磁场的磁感应强度为B=2T，ab在一电动机的牵引下由静止开始运动，经过t=2s，ab运动了s=1.2m，刚好达到最大速度．此过程中电动机的平均输出功率为8W，最大输出功率14.4W．求：
    （1）金属棒ab运动的最大速度多大？
    （2）该过程中电阻R上消耗的电能．（g=10m/s2）

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图，MN、PQ为两根间距L不等的金属导线，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，导轨的一端接阻值为10Ω的电阻R1和电流表，另一端接阻值为5Ω的电阻R2．质量为m1=0.1kg的金属棒放在导轨ab处，以初速V0=8m/s滑到导轨的a′b′处，历时t=0.08s．导轨在ab处的间距L1=0.5m，在a′b′处的间距L2=1.0m．若金属棒滑动时始终与导轨接触良好，直流电流表的示数保持不变，不计棒与导轨的摩擦及其它电阻的影响．试求：
    （1）金属棒在导轨a′b′处时的速度；
    （2）电流表的示数；
    （3）匀强磁场的磁感强度．

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