如图12.3-示，两个电阻器的阻值分别为R和2R，其余电阻不计，电容器的电容量为C，匀强磁场的磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向里，金属棒ab、cd的长度均

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如图12.3-示，两个电阻器的阻值分别为R和2R，其余电阻不计，电容器的电容量为C，匀强磁场的磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向里，金属棒ab、cd的长度均为l.当棒ab以速度v向左切割磁感线运动，金属棒cd以速度2v向右切割磁感线运动时，电容C的电量为多大?哪一个极板带正电?

答案

（1） 7BlvC/3 （2）右侧极板带正电

解析

本题中有两个回路：abfe和cdfe. abfe是闭合回路，金属棒ab以速度v向左切割磁感线，产生感应电动势E₁=lvB,形成abfea方向的电流，R两端的电压为U_fe=IR=lvB/3;cdfe回路是不闭合的，金属棒cd产生的感应电动势E₂=2lvB,且c点电势高，U_cd=E₂=2lvB; 又因为d、f两点等电势，所以U_ce=U_cd+U_fe=7lvB/3,且c点电势高.电容器C上的带电量为Q=7BlvC/3，右侧极板带正电。

举一反三

如图？所示光滑平行金属轨道abcd，轨道的水平部分bcd处于竖直向上的匀强磁场中，bc部分平行导轨宽度是cd部分的2倍，轨道足够长。将质量相同的金属棒P和Q分别置于轨道的ab段和cd段。P棒位于距水平轨道高为h的地方，放开P棒，使其自由下滑，求P棒和Q棒的最终速度。

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如图所示，xoy坐标系y轴左侧和右侧分别有垂直于纸面向外、向里的匀强磁场，磁感应强度均为B，一个围成四分之一圆形的导体环oab，其圆心在原点o，半径为R，开始时在第一象限。从t=0起绕o点以角速度ω逆时针匀速转动。试画出环内感应电动势E随时间t而变的函数图象（以顺时针电动势为正）。

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（1）在上述稳定状态时，导体棒ab中的电流I和磁感应强度B的大小；
（2）如果导体棒从静止释放沿导轨下滑x距离后运动达到稳定状态，在这一过程中回路产生的电热是多少？
（3）断开开关S后，导体棒沿导轨下滑一段距离后，通过导体棒ab的电量为q，求这段距离是多少?

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相距为L的两光滑平行导轨与水平面成θ角放置。上端连接一阻值为R的电阻，其余电阻不计．整个装置处在方向竖直向上的匀强磁场中，磁感强度为B，质量为m、电阻为r的导体MN垂直导轨放在导轨上，如图所示。现由静止释放导体MN，求：
（1）MN可达的最大速度v_m；
（2）当MN速度v=v_m/3时的加速度a；
（3）回路产生的最大电功率P_m．

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如图所示，PQMN与CDEF为两根足够长的固定平行金属导轨，导轨间距为L。PQ、MN、CD、EF为相同的弧形导轨；QM、DE为足够长的水平导轨。导轨的水平部分QM和DE处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。a、b为材料相同、长都为L的导体棒，跨接在导轨上。已知a棒的质量为m、电阻为R，a棒的横截面是b的3倍。金属棒a和b都从距水平面高度为h的弧形导轨上由静止释放，分别通过DQ、EM同时进入匀强磁场中，a、b棒在水平导轨上运动时不会相碰。若金属棒a、b与导轨接触良好，且不计导轨的电阻和棒与导轨的摩擦。
（1）金属棒a、b刚进入磁场时，回路中感应电流的方向如何？
（2）通过分析计算说明，从金属棒a、b进入磁场至某金属第一次离开磁场的过程中，电路中产生的焦耳热。

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