如下图所示，边长为l的正方形金属框abcd套在U型金属框架MNPQ内，两者都放在光滑的水平地板上，U型框架与方形金属框之间接触良好且无摩擦。方形金属框ac、bd

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如下图所示，边长为l的正方形金属框abcd套在U型金属框架MNPQ内，两者都放在光滑的水平地板上，U型框架与方形金属框之间接触良好且无摩擦。方形金属框ac、bd边电阻为R，其余两边电阻不计；U型框架NQ边的电阻为R，其余两边电阻不计。虚线右侧空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感强度大小为B。如果将方形金属框固定不动，用力拉动U型框使它以速度v₀垂直NQ边向右匀速运动，求：
小题1:拉力为多大？
小题2:bd两端的电势差为多大？

答案

小题1:

小题2:

解析

（1）U型框向右运动时，NQ边相当于电源，产生的感应电动势

（1分）
U型框连同方框构成的闭合电路的总电阻为

（1分）闭合电路的总电流为

（1分）
NQ边受到的安培力为

即拉动型框使它以速度v₀垂直NQ边向右匀速运动的拉力为

（1分）
（2）根据闭合电路欧姆定律可知，bd两端的电势差为：

（2分）

举一反三

如下图所示，某矩形线圈长为L、宽为d、匝数为n、总质量为M，其电阻为R，线圈所在磁场的磁感应强度为B，最初时刻线圈的上边缘与有界磁场上边缘重合，若将线圈从磁场中以速度v匀速向上拉出，则：
小题1:流过线圈中每匝导线横截面的电荷量是多少？
小题2:外力至少对线圈做多少功？

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如图所示，光滑导轨MN、PQ在同一水平面内平行固定放置，其间距d=1m，右端通过导线与阻值R_L=8Ω的小灯泡L相连，金属棒的电阻的电阻为r=2Ω，导轨区域内有竖直向下磁感应强度

T的匀强磁场，一金属棒在恒力F="0." 8N力作用下匀速通过磁场。(不考虑导轨的电阻，金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触)。求：

小题1:金属棒运动速度的大小；
小题2:小灯泡的电功率．

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如图所示，两根水平的平行光滑长直金属导轨，其电阻不计，整个导轨处于竖直向下的匀强磁场中。导体棒ab和cd跨在导轨上，ab的电阻大于cd的电阻。当cd棒在水平外力F₂作用下匀速向右滑动时，ab棒在水平外力F₁作用下保持静止，则ab棒两端电压U_ab和cd棒两端电压U_cd相比，U_ab________U_cd，外力F₁和F₂相比，F₁________F₂。（均选填“>”、“=”或“<”）

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如图所示，竖直放置的光滑金属导轨相距L=0.2m，匀强磁场方向垂直纸面向里且B=0.5T、R=2Ω的电阻，导轨电阻可忽略不计。今把m=8g的导体棒MN放在导轨上，棒与导轨垂直，接触良好，金属棒的最大速度为 m/s。

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如图所示，单匝线圈ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度2 v匀速进入同一匀强磁场．求：
（1）第一次与第二次线圈中最大电流之比；
（2）第一次与第二次外力做功的最大功率之比。

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