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    （10分）如图，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为g。求：

    (1)磁感应强度的大小；
    (2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。

    (1)　(2)

    解析试题分析：
    　(1)设小灯泡的额定电流为，有P＝R①
    由题意在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，小灯泡保持正常发光，流经MN中电流为
    I＝2②
    此时金属棒MN所受的重力和安培力相等，下落的速度达到最大值，有mg＝BLI③
    联立①②③式得
    B＝④
    (2)设灯泡正常发光时，导体棒的速率为v，由电磁感应定律与欧姆定律得E＝BLv⑤
    E＝R⑥
    联立①②④⑤⑥式得v＝。
    考点：电磁感应与电路的综合

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    如图所示，一单匝线圈从左侧进入磁场。在此过程中，线圈的磁通量将   （选填“变大”或“变小”）。若上述过程所经历的时间为0.1s，线圈中产生的感应电动势为0.2V，则线圈中的磁通量变化了          Wb。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （20分）如图（a）所示，两条间距为h的水平虚线之间存在方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度大小按图（b）中B-t图象变化（图中Bo已知）。现有一个“日”字形刚性金 属，线框ABCDEF，它的质量为m，EF中间接有一开关S，开关S闭合时三条水平边框的电阻均为R，其余各边电阻不计。AB=CD=EF=L，AD=DE=h。用两根轻质的绝缘细线把线框竖直悬挂住，AB边恰好在磁场区域M1 N1和M2N2的正中间，开始开关S处于断开状态。t0（未知）时刻细线恰好松弛，此后闭合开关同时剪断两根细线，当CD边刚进入磁场上边界Mi Ni时线框恰好做匀速运动（空气阻力不计）。求：
    （1）t0的值；
    （2）线框EF边刚离开磁场下边界M2N2时的速度；
    （3）从剪断细线到线框EF边离开磁场下边界M2N2的过程中金属线框中产生的焦耳热。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    (15分) 如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为θ， N、Q两点间接有阻值为R的电阻。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。将质量为m、阻值也为R的金属杆ab垂直放在导轨上，杆ab由静止释放，下滑距离x时达到最大速度。重力加速度为g，导轨电阻不计，杆与导轨接触良好。求：
    ⑴杆ab下滑的最大加速度；
    ⑵杆ab下滑的最大速度；
    ⑶上述过程中，杆上产生的热量。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （10分）如图所示，abcd是一边长为l的匀质正方形导线框，总电阻为R，今使线框以恒定速度v水平向右穿过方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域．已知磁感应强度为B，磁场宽度为3l，求线框在进入磁场区和穿出磁场区两个过程中a b两点间电势差的大小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （14分） 如图所示，两根竖直放置的平行光滑金属导轨，上端接阻值R＝3 Ω的定值电阻．水平虚线间有与导轨平面垂直的匀强磁场B，磁场区域的高度为d＝0.3 m．导体棒a的质量ma＝0.2 kg，电阻Ra＝3 Ω；导体棒b的质量mb＝0.1 kg，电阻Rb＝6 Ω.它们分别从图中P、Q处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动，且都能匀速穿过磁场区域，当b刚穿出磁场时a正好进入磁场．设重力加速度为g＝10 m/s2，不计a、b之间的作用，整个过程中a、b棒始终与金属导轨接触良好，导轨电阻忽略不计．求：

    （1）在整个过程中，a、b两棒克服安培力做的功分别是多少；
    （2）a、b棒进入磁场的速度；
    （3）分别求出P点和Q点距A1的高度．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （16分）如图，两根相距l=1m平行光滑长金属导轨电阻不计，被固定在绝缘水平面上，两导轨左端接有R=2Ω的电阻，导轨所在区域内加上与导轨垂直、方向相反的磁场，磁场宽度d相同且为0.6m，磁感应强度大小B1=T、B2=0.8T。现有电阻r=1Ω的导体棒ab垂直导轨放置且接触良好，当导体棒ab以m/s从边界MN进入磁场后始终作匀速运动，求：

    ⑴导体棒ab进入磁场B1时拉力的功率；
    ⑵导体棒ab经过任意一个B2区域过程中通过电阻R的电量；
    ⑶导体棒ab匀速运动过程中电阻R两端的电压有效值。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （18分）、如图，一直导体棒质量为m、长为l、电阻为r，其两端放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上，并与之密接；棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻（图中未画出）；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨所在平面。开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度v0。在棒的运动速度由v0减小至v1的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度I保持恒定。导体棒一直在磁场中运动。若不计导轨电阻，求此过程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （14分）如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不计，上端a、b间接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为θ，且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行。

    （1）求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向；
    （2）当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v，求此时导体棒的加速度大小a；
    （3）导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q。

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