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如圖4所示，足夠長的光滑U型導軌寬度為L，其所在平面與水平面的夾角為

，上端連接一個阻值為R的電阻，置于磁感應強度大小為B，方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，今有一質量為

、有效電阻

的金屬桿沿框架由靜止下滑，設磁場區域無限大，當金屬桿下滑達到最大速度時，運動的位移為

，則

A．金屬桿下滑的最大速度

B．在此過程中電阻R產生的焦耳熱為

C．在此過程中電阻R產生的焦耳熱為

D．在此過程中流過電阻R的電量為

感應電動勢為

①
感應電流為

②
安培力為

③
根據平恒條件得

解得:

由能量守恒定律得:

又因

所以

由法拉第電磁感應定律得通過R的電量為

所以選項B正確

練習冊系列答案

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相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示（俯視），MN和PQ是兩根固定在同一水平面上的足夠長且電阻不計的平行金屬導軌.兩導軌間距為L=0.2m，其間有一個方向垂直水平面豎直向下的勻強磁場B₁=5.0T.導軌上NQ之間接一電阻R₁=0.40Ω，阻值為R₂=0.10Ω的金屬桿垂直導軌放置并與導軌始終保持良好接觸.兩導軌右端通過金屬導線分別與電容器C的兩極相連.電容器C緊靠準直裝置b，b緊挨著帶小孔a（只能容一個粒子通過）的固定絕緣彈性圓筒.圓筒壁光滑，筒內有垂直水平面豎直向下的勻強磁場B₂，O是圓筒的圓心，圓筒的內半徑r=0.40m.
（1）用一個方向平行于MN水平向左且功率恒定為P=80W的外力F拉金屬桿，使桿從靜止開始向左運動.已知桿受到的摩擦阻力大小恒為F_f=6N，求：當金屬桿最終勻速運動時桿的速度大小及電阻R₁消耗的電功率？
（2）當金屬桿處于（1）問中的勻速運動狀態時，電容器C內緊靠極板的D處的一個帶正電的粒子經C加速、b準直后從a孔垂直磁場B₂并正對著圓心O進入筒中，該帶電粒子與圓筒壁碰撞四次后恰好又從小孔a射出圓筒.已知該帶電粒子每次與筒壁發生碰撞時電量和能量都不損失，不計粒子的初速度、重力和空氣阻力，粒子的荷質比q/m=5×10⁷(C/kg)，則磁感應強度B₂多大（結果允許含有三角函數式）？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖甲所示，一足夠長阻值不計的光滑平行金屬導軌MN、PQ之間的距離L＝1.0m，NQ兩端連接阻值R＝3.0Ω的電阻，磁感應強度為B的勻強磁場垂直于導軌所在平面向上，導軌平面與水平面間的夾角θ＝30⁰。一質量m=0.20kg，阻值r=0.50Ω的金屬棒垂直于導軌放置并用絕緣細線通過光滑的定滑輪與質量M=0.60kg的重物相連。細線與金屬導軌平行。金屬棒沿導軌向上滑行的速度v與時間t之間的關系如圖乙所示，已知金屬棒在0~0.3s內通過的電量是0.3~0.6s內通過電量的1/3，g=10m/s²，求：

（1）金屬棒的最大加速度
（2）磁感應強度的大小
（3）0~0.3s內棒通過的位移;
(4) 金屬棒在0~0.6s內產生的熱量。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩金屬板間有水平方向的勻強磁場和豎直向下的勻強電場．一帶正電的小球垂直于電場和磁場方向從O點以速度v₀飛入此區域，恰好能沿直線從P點飛出此區域．如果只將電場方向改為豎直向上，則小球做勻速圓周運動，加速度大小為a₁，經時間t₁從板間的右端a點飛出，a與P間的距離為y₁；如果同時撤去電場和磁場，小球加速度大小為a₂，經時間t₂從板間的右端b點以速度v飛出，b與P間的距離為y₂．a、b兩點在圖中未標出，則

A．v₀< v	B．a₁<a₂
C．y₁>y₂	D．t₁<t₂

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，真空中有一以（r，0）為圓心、半徑為r的圓柱形勻強磁場區域，磁場的磁感強度大小為B,方向垂直紙面向里.磁場的上方有兩等大的平行金屬板MN，兩板間距離為2r.從O點向不同方向發射速率相同的質子，質子的運動軌跡均在紙面內.當質子進入兩板間時兩板間可立即加上如圖所示的電壓，且電壓從t=0開始變化,電壓的最大值為

,已知質子的電荷量為e，質量為m，質子在磁場中的偏轉半徑也為r，不計重力,求：
（1）質子進入磁場時的速度大小;
（2）若質子沿x軸正方向射入磁場，到達M板所需的時間為多少?
（3）若質子沿與x軸正方向成某一角度θ的速度射入磁場時，粒子離開磁場后能夠平行于金屬板進入兩板間，求θ的范圍以及質子打到M板時距坐標原點O的距離。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，帶電平行金屬板相距為2R，在兩板間半徑為R的圓形區域內有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B，兩板及其左側邊緣連線均與磁場邊界剛好相切。一質子（不計重力）沿兩板間中心線O₁O₂從左側O₁點以某一速度射入，沿直線通過圓形磁場區域，然后恰好從極板邊緣飛出，在極板間運動時間為t₀。若僅撤去磁場，質子仍從O₁點以相同速度射入，經

時間打到極板上。

⑴求兩極板間電壓U；
⑵求質子從極板間飛出時的速度大小；
⑶若兩極板不帶電，保持磁場不變，質子仍沿中心線O₁ O₂從O₁點射入，欲使質子從兩板左側間飛出，射入的速度應滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（2012年2月武漢調研）如圖所示，在直角坐標系O-xyz中存在磁感應強度為B=

，方向豎直向下的勻強磁場，在(0,0,h)處固定一電量為+q(q>0)的點電荷，在xOy平面內有一質量為m，電量為-q的微粒繞原點O沿圖示方向做勻速圓周運動。若該微粒的圓周運動可以等效為環形電流，求此等效環形電流強度I。（重力加速度為g）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

一種稱為“質量分析器”的裝置如圖所示。A表示發射帶電粒子的離子源，發射的粒子在加速管B中加速，獲得一定速率后于C處進入圓形細彎管（四分之一圓弧），在磁場力作用下發生偏轉，然后進入漂移管道D。若粒子質量不同、或電量不同、或速率不同，在一定磁場中的偏轉程度也不同。如果偏轉管道中心軸線的半徑一定，磁場的磁感應強度一定，粒子的電荷和速率一定，則只有一定質量的粒子能自漂移管道D中引出。已知帶有正電荷q=1.6×10^-19的磷離子質量為m=51.1×10^-27kg，初速率可認為是零，經加速管B加速后速率為v=7.9×10⁵m/s。求（都保留一位有效數字）：
⑴加速管B兩端的加速電壓應為多大？
⑵若圓形彎管中心軸線的半徑R=0.28m，為了使磷離子自漂移管道引出，則圖中虛線所圍正方形區域內應加磁感應強度為多大的勻強磁場？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖a所示，一個質量為m = 2.O×1O^-11kg，電荷量q =1.O×1O^-5C的帶負電粒子(重力忽略不計)，從靜止開始經U₁=100V電壓加速后，垂直于場強方向進入兩平行金屬板間的勻強偏轉電場。偏轉電場的電壓U₂=100V，金屬板長L=20cm，兩板間距d =1O

cm．

小題1:粒子進人偏轉電場時的速度v₀大小；
小題2:粒子射出偏轉電場時的偏轉角θ；
小題3:在勻強電場的右邊有一個足夠大的勻強磁場區域。若以粒子進入磁場的時刻為t =0，磁感應強度B的大小和方向隨時間的變化如圖b所示，圖中以磁場垂直于紙面向內為正。如圖建立直角坐標系(坐標原點為微粒進入偏轉電場時初速度方向與磁場的交邊界點)。求在t =

×10^-6s時粒子的位置坐標(X，Y)。(答案可以用根式表示，如用小數，請保留兩位有效數字)

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