如图12-73所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距L，导轨平面与水平面间夹角为θ，上端连接阻值为R的电阻，匀强磁场方向与导轨平面垂直

题型：不详难度：来源：

如图12-73所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距L，导轨平面与水平面间夹角为θ，上端连接阻值为R的电阻，匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度为B.有一质量为m、电阻为2R的金属棒MN与导轨垂直，以某一初速沿导轨向上运动，金属棒和导轨接触良好，上升的最大高度为h，在此过程中阻值为R 的电阻上产生的焦耳热为Q.求：在金属棒运动过程中整个回路的最大热功率.

图12-73

答案

P_m=

解析

因金属棒MN的电阻是电阻R的两倍，电流相等，所以金属棒上升过程中产生的焦耳热为2Q.设金属棒初速为v₀，

=mg+3Q，所以v₀=

．
金属棒开始运动时热功率最大，电动势E₀=BLv₀，最大热功率P_m=

．
联立以上各式解得P_m=

．

举一反三

矩形导线框abcd放在匀强磁场中,磁感线方向与线圈平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图12-10甲所示,t=0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里.在0～4 s时间内,线框中的感应电流(规定顺时针方向为正方向)、ab边所受安培力(规定向上为正方向)随时间变化的图象分别为图乙中的(　　)

甲

乙
图12-0

题型：不详难度：| 查看答案

如图12-11甲所示,用裸导体做成U形框架abcd,ad与bc相距L="0.2" m,其平面与水平面成θ=30°角.质量为m="1" kg的导体棒PQ与ad、bc接触良好,回路的总电阻为R="1" Ω.整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中,磁场的磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙所示(设图甲中B的方向为正方向).t=0时,B₀="10" T、导体棒PQ与cd的距离x₀="0.5" m.若PQ始终静止,关于PQ与框架间的摩擦力大小在0～t₁="0.2" s时间内的变化情况,下面判断正确的是(　　)

图12-11

A．一直增大

B．一直减小

C．先减小后增大

D．先增大后减小

题型：不详难度：| 查看答案

)如图12-14所示是一种测量通电线圈中磁场的磁感应强度B的装置,把一个很小的测量线圈A放在待测处,线圈与测量电荷量的冲击电流计G串联,当用双刀双掷开关S使螺线管的电流反向时,测量线圈中就产生感应电动势,从而引起电荷的迁移,由表G测出电荷量Q,就可以算出线圈所在处的磁感应强度B.已知测量线圈的匝数为N,直径为d,它和表G串联电路的总电阻为R,则被测出的磁感应强度B为多大?

图12-14

题型：不详难度：| 查看答案

如图所示，水平光滑U形框架中串入一个电容器，横跨在框架上的金属棒ab在外力的作用下，以速度v向右运动一段距离突然停止运动。金属棒停止后，不再受其他力作用，导轨足够长，则以后金属棒的运动情况是( )

A．向右做初速度为零的匀加速运动

B．向右先做初速度为零的匀加速运动，后做减速运动

C．在某一位置附近振动

D．向右先做加速度逐渐减小的加速运动，后做匀速运动

题型：不详难度：| 查看答案

如下图所示，U形线框abcd处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向内，长度为L的直导线MN中间串有一个电压表跨接在ab与cd上且与ab垂直，它们之间的接触是完全光滑的，R为电阻，C为电容器。现令MN以速度v₀向右匀速运动，用U表示电压表的读数，Q表示电容器所带电荷量，C表示电容器的电容，F表示对MN的拉力，设电压表的体积很小，其中线圈切割磁感线对MN间的电压的影响可以忽略不计，则( )

A．U＝BLv₀

B．F＝0

C．U＝0

D．F＝v₀²B²L²/R

题型：不详难度：| 查看答案