如图所示，相距为d的两水平线和分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为B，正方形线框abcd边长为L(L<d)、质量为m，电阻为R。将线框在磁场

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如图所示，相距为d的两水平线

和

分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为B，正方形线框abcd边长为L(L<d)、质量为m，电阻为R。将线框在磁场上方高h处由静止释放，ab边刚进入磁场和穿出磁场时的速度都为

。在线框全部穿过磁场的过程中

A．感应电流所做功为	B．感应电流所做功为
C．线框产生的热量为	D．线框最小速度一定为

答案

解析

试题分析：根据能量守恒，分析从ab边刚进入磁场到ab边刚穿出磁场的过程：动能变化为0，重力势能转化为线框产生的热量，Q=mgd．
ab边刚进入磁场时速度为v₀，ab边刚离开磁场时速度也为v₀，所以从ab边刚穿出磁场到cd边离开磁场的过程，线框产生的热量与从ab边刚进入磁场到ab边刚穿出磁场的过程产生的热量相等，所以线圈从ab边进入磁场到cd边离开磁场的过程，产生的热量Q′=2mgd，感应电流做的功为2mgd．故A正确，BC错误；因为进磁场时要减速，即此时的安培力大于重力，速度减小，安培力也减小，当安培力减到等于重力时，线圈做匀速运动，全部进入磁场将做加速运动，设线圈的最小速度为v_m，知全部进入磁场的瞬间速度最小．由动能定理，从ab边刚进入磁场到线框完全进入时，则有

mv_m²−

mv₀²＝mgL，

mv₀²＝mgh，综上所述，线圈的最小速度为

，D错误。

举一反三

（18分）一圆筒的横截面如图所示，其圆心为O。筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。圆筒下面有相距为d的平行金属板M、N，其中M板带正电荷，N板带等量负电荷。质量为m、电荷量为q的带正电粒子自M板边缘的P处由静止释放，经N板的小孔S以速度v沿半径SO方向射入磁场中，粒子与圈筒发生两次碰撞后仍从S孔射出，设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失，且电荷量保持不变，在不计重力的情况下，求：

（1）M、N间电场强度E的大小；
（2）圆筒的半径R；
（3）保持M、N间电场强度E不变，仅将M板向上平移

，粒子仍从M板边缘的P处由静止释放粒子自进入圆筒至从S孔射出期间，与圆筒的碰撞次数n。

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（20分）如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成α=53°角，导轨间接一阻值为3Ω的电阻R，导轨电阻忽略不计。在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁场区域的宽度为d="0." 5m。导体棒a的质量为m₁=0.1kg、电阻为R₁=6Ω；导体棒b的质量为m₂=0.2kg、电阻为R₂=3Ω，它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。现从图中的M、N处同时将a、b由静止释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，且当a刚出磁场时b正好进入磁场。（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s²，a、b电流间的相互作用不计），求：

（1）在b穿越磁场的过程中a、b两导体棒上产生的热量之比；
（2）在a、b两导体棒穿过磁场区域的整个过程中，装置上产生的热量；
（3）M、N两点之间的距离。

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带电量为Q，质量为m的原子核由静止开始经电压为U₁的电场加速后从中心进入一个平行板电容器，进入时速度和电容器中的场强方向垂直。已知：电容器的极板长为L，极板间距为d，两极板的电压为U₂，重力不计，求：
（1）经过加速电场后的速度；
（2）离开电容器电场时的偏转量。

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（15分）如图所示，MN与PQ为在同一水平面内的平行光滑金属导轨，间距l=0.5m，电阻不计，在导轨左端接阻值为R=0.6Ω的电阻．整个金属导轨置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=2T．将质量m=1kg、电阻r=0.4Ω的金属杆ab垂直跨接在导轨上．金属杆ab在水平拉力F的作用下由静止开始向右做匀加速运动．开始时，水平拉力为F₀=2N．
（1）求金属杆ab的加速度大小；
（2）求2s末回路中的电流大小；
（3）已知开始2s内电阻R上产生的焦耳热为6.4J，求该2s内水平拉力F所做的功．

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把皮球从地面以某一初速度竖直上抛，经过一段时间后皮球又落回抛出点，上升最大高度的一半处记为A点。以地面为零势能面。设运动过程中受到的空气阻力大小与速率成正比，则

A．皮球上升过程中的克服重力做功大于下降过程中重力做功

B．皮球上升过程中重力的冲量大于下降过程中重力的冲量

C．皮球上升过程与下降过程空气阻力的冲量大小相等

D．皮球下降过程中重力势能与动能相等的位置在A点下方

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