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    如图所示，电阻可忽略导线框abcd固定在竖直平面内，导线框ab和dc的宽度为l，在bc段接入阻值为R的电阻，ef是一电阻可忽略的水平放置的导电杆，杆的质量为m，杆的两端分别与ab和cd保持良好接触，且能沿导线框ab和dc无摩擦地滑动，磁感应强度为B的匀强磁场方向与框面垂直. 现用一恒力F竖直向上拉导体杆ef，当导体杆ef上升高度为h时，导体杆ef恰好匀速上升，求：

    （1）此时导体杆ef匀速上升的速度v的大小；
    （2）导体杆ef上升h的整个过程中产生的焦耳热Q的大小.
    （1）（2）(F-mg)h –
    根据平衡及法拉第电磁感应定律求出速度；再根据能量守恒求出焦耳热。
    （1）导电杆匀速上升时，受到竖直向上的恒力F，竖直向下的安培力F安和重力mg，
    根据平衡条件有  F-mg- F安=0   (2分)
    F安=BIl   (1分) 
    根据法拉第电磁感应定律有  E="Blv" (2分)
    根据闭合电路欧姆定律有  I=   (2分)
    由以上各式联立解得  v=  (2分)
    （2）导体杆上升h的整个过程中，根据能量守恒定律有
    Q="(F-mg)h" -  mv2  (2分)
    代入v= 得：
    Q ="(F-mg)h" –  (2分)
    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：计算题

    (2010年高考广东理综卷)如图甲所示，左为某同学设想的粒子速度选择装置，由水平转轴及两个薄盘N1、N2构成，两盘面平行且与转轴垂直，相距为L，盘上各开一狭缝，两狭缝夹角θ可调(如图乙)；右为水平放置的长为d的感光板，板的正上方有一匀强磁场，方向垂直纸面向外，磁感应强度为B.一小束速度不同、带正电的粒子沿水平方向射入N1，能通过N2的粒子经O点垂直进入磁场，O到感光板的距离为，粒子电荷量为q，质量为m，不计重力．

    (1)若两狭缝平行且盘静止(如图丙)，某一粒子进入磁场后，竖直向下打在感光板中心点M上，求该粒子在磁场中运动的时间t；
    (2)若两狭缝夹角为θ0，盘匀速转动，转动方向如图乙，要使穿过N1、N2的粒子均打到感光板P1P2连线上，试分析盘转动角速度ω的取值范围．(设通过N1的所有粒子在盘旋转一圈的时间内都能到达N2)

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图甲所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场．匀强磁场分为Ⅰ、Ⅱ两个区域，其边界为MN、PQ，磁感应强度大小均为B，方向如图所示，Ⅰ区域高度为d，Ⅱ区域的高度足够大．一个质量为m、电量为q的带正电的小球从磁场上方的O点由静止开始下落，进入电、磁复合场后，恰能做匀速圆周运动．
    (1)求电场强度E的大小；
    (2)若带电小球运动一定时间后恰能回到O点，求带电小球释放时距MN的高度h；
    (3)若带电小球从距MN的高度为3h的O'点由静止开始下落，为使带电小球运动一定时间后仍能回到O'点，需将磁场Ⅱ向下移动一定距离（如图乙所示），求磁场Ⅱ向下移动的距离y及小球从O'点释放到第一次回到O'点的运动时间T。
                              

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    在如图所示的空间坐标系中，y轴的左边有一匀强电场，场强大小为E，场强
    方向跟y轴负向成30°，y的右边有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B．现有一质子，以一定的初速度v0，在x 轴上坐标为x0=10cm处的A点，第一次沿x轴正方向射入磁场，第二次沿x轴负方向射入磁场，回旋后都垂直于电场方向射入电场，最后又进入磁场。求：

    （1）质子在匀强磁场中的轨迹半径R；
    （2）质子两次在磁场中运动时间之比
    （3）若第一次射入磁场的质子经电场偏转后，恰好从第二次射入磁场的质子进入电场的位置再次进入磁场，试求初速度v0和电场强度E、磁感应强度B之间需要满足的条件。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    如图所示，长度为l的绝缘轻杆一端可绕O点在竖直平面内自由转动，另一端固定一个质量为m、带电量为+q的小球，整个装置处于水平向右的匀强电场中，电场强度E=。现将小球从最低点A处由静止释放，则轻杆可以转过的最大角度为_____________。若在轻杆的中点施加一个始终垂直于杆的作用力F，F的大小始终保持为2mg，将小球从图中的B处由静止释放后，作用力F的最大功率Pm=_____________。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如题21图所示，水平向左的匀强电场中，长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系一质量为m、电荷量为q的可视为质点的带正电小球．将小球拉到使细线水平伸直的A点，无初速释放小球，小球沿圆弧到达最低位置B时速度恰好为零，重力加速度为g以下说法正确的是
    A．匀强电场场强大小为E=
    B．小球在B位置时加速度为零
    C．小球运动过程中的最大速率为v=
    D．若将小球拉到使细线水平伸直的C点，无初速释放小球后，小球必能回到C点

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图是一个货物运输装置示意图，BC是平台，AB是长L=12m的传送带，BA两端的高度差h=2．4m。传送带在电动机M的带动下顺时针匀速转动，安全运行的最大速度为vm=6m/s。假设断电后，电动机和传送带都立即停止运动。现把一个质量为20kg的货物，轻轻放上传送带上的A点，然后被传送带运输到平台BC上，货物与传送带之间的动摩擦因数为0．4。由于传送带较为平坦，可把货物对传送带的总压力的大小近似等于货物的重力；由于轮轴等方面的摩擦，电动机（转化为机械功）的效率为80%。取g=10m/s2。求：

    （1）要使该货物能到达BC平台，电动机需工作的最短时间。
    （2）要把货物尽快地运送到BC平台，电动机的输出功率至少多大？
    （3）如果电动机接在输出电压为120V的恒压电源上，电动机的内阻r=6Ω，在把货物最快地运送到BC平台的过程中，电动机消耗的电能共有多少？

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图1所示，水平直线PQ下方有竖直向上的匀强电场，上方有垂直纸面方向的磁场，其磁感应强度B随时间的变化规律如图2所示(磁场的变化周期T=2.4×10-5s)。现有质量带电量为的点电荷，在电场中的O点由静止释放，不计电荷的重力。粒子经t0=第一次以的速度通过PQ，并进入上方的磁场中。取磁场垂直向外方向为正，并以粒子第一次通过PQ时为t=0时刻。(本题中取，重力加速度)。试求：
    ⑴ 电场强度E的大小；
    ⑵ 时刻电荷与O点的水平距离；
    ⑶ 如果在O点右方d=67.5cm处有一垂直于PQ的足够大的挡板，求电荷从开始运动到碰到挡板所需的时间。(保留三位有效数字)

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    (2009·淄博一模)如图所示，两虚线之间的空间内存在着正交或平行的匀强电场E和匀强磁场B，有一个带正电的小球(电荷量为＋q，质量为m)从电磁复合场上方的某一高度处自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过的电磁复合场是                                                (　　)

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