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如圖所示，有兩根和水平方向成θ角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強磁場，磁感應強度為B。一根質量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下。經過足夠長的時間后，金屬桿的速度會趨近于一個最大速度v_m，不計金屬桿的電阻，則

A．如果只增大θ，v_m將變大
B．如果只增大B，v_m將變大
C．如果只增大R，v_m將變小
D．如果只減小m，v_m將變大

試題分析：金屬桿從軌道滑下過程，沿斜面方向有重力向下的分力

和安培力沿斜面向上，設金屬桿速度為

，則安培力

，初始安培力小于重力的分力

，金屬桿向下加速，當

，金屬桿不再加速，速度達到最大值，此時

，若只增大

則

增大，選項A對。若只增大

或者減小

，則只能使

減小，選項BD錯。如果只增大R，

將變大選項C錯。

練習冊系列答案

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

在一周期性變化的勻強磁場中有一圓形閉合線圈，線圈平面與磁場垂直，如圖甲所示，規定圖中磁場方向為正。已知線圈的半徑為r、匝數為N，總電阻為R，磁感應強度的最大值為B₀，變化周期為T，磁感應強度按圖乙所示變化。求：

（1）在0~

內線圈產生的感應電流的大小I₁；
（2）規定甲圖中感應電流的方向為正方向，在圖丙中畫出一個周期內的i-t圖象，已知圖中

；
（3）在一個周期T內線圈產生的焦耳熱Q。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具，它的驅動系統簡化為如下模型，固定在列車下端的動力繞組可視為一個矩形純電阻金屬框，電阻為R，金屬框置于xOy平面內，長邊MN為l平行于y軸，寬為d的NP邊平行于x軸，如圖l所示。列車軌道沿Ox方向，軌道區域內存在垂直于金屬框平面的磁場，磁感應強度B沿O x方向按正弦規律分布，其空間周期為λ，最大值為B₀，如圖2所示，金屬框同一長邊上各處的磁感應強度相同，整個磁場以速度v₀沿Ox方向勻速平移。設在短暫時間內，MN、PQ邊所在位置的磁感應強度隨時問的變化可以忽略，并忽略一切阻力。列車在驅動系統作用下沿Ox方向加速行駛，某時刻速度為v

（v＜v₀）
（1）簡要敘述列車運行中獲得驅動力的原理；
（2）為使列車獲得最大驅動力，寫出MN、PQ邊應處于磁場中的什么位置及λ與d之間應滿足的關系式；
（3）計算在滿足第（2）問的條件下列車速度為v時驅動力的大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（20分）“電磁炮”是利用電磁力對彈體加速的新型武器，具有速度快，效率高等優點。如圖是“電磁炮”的原理結構示意圖。光滑水平加速導軌電阻不計，軌道寬為L＝0.2m。在導軌間有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度B＝1×10²T。“電磁炮”彈體總質量m=0.2kg，其中彈體在軌道間的電阻R＝0.4Ω。可控電源的內阻r=0.6Ω，電源的電壓能自行調節，以保證“電磁炮”勻加速發射。在某次試驗發射時，電源為加速彈體提供的電流是I＝4×10³A，不計空氣阻力。求：

（1）彈體所受安培力大小；
（2）彈體從靜止加速到4km/s，軌道至少要多長？
（3）彈體從靜止加速到4km/s過程中，該系統消耗的總能量；
（4）請說明電源的電壓如何自行調節，以保證“電磁炮”勻加速發射。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18）如圖所示，光滑的定滑輪上繞有輕質柔軟細線，線的一端系一質量為3m的重物，另一端系一質量為m、電阻為r的金屬桿。在豎直平面內有間距為L的足夠長的平行金屬導軌PQ、EF，在QF之間連接有阻值為R的電阻，其余電阻不計，磁感應強度為B₀的勻強磁場與導軌平面垂直，開始時金屬桿置于導軌下端QF處，將重物由靜止釋放，當重物下降h時恰好達到穩定速度而勻速下降。運動過程中金屬桿始終與導軌垂直且接觸良好，（忽略所有摩擦，重力加速度為g），求：

（1）電阻R中的感應電流方向；
（2）重物勻速下降的速度v；
（3）重物從釋放到下降h的過程中，電阻R中產生的焦耳熱Q_R；
（4）若將重物下降h時的時刻記作t=0，速度記為v₀，從此時刻
起，磁感應強度逐漸減小，若此后金屬桿中恰好不產生感應電流，則磁感應強度B怎樣隨時間t變化（寫出B與t的關系式）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（8分）如圖所示，勻強磁場的磁感應強度B=0.1T，水平放置的框架寬度L=0.4m，框架電阻不計。金屬棒電阻R＝0.8Ω，定值電阻R₁=2Ω， R₂=3Ω，當金屬棒ab在拉力F的作用下以v=5m/s的速度向左勻速運動時，

（1）金屬棒ab兩端的電壓
（2）電阻R₁的熱功率

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，粗糙的平行金屬導軌與水平面的夾角為

，寬為L，勻強磁場垂直于導軌平面，磁感應強度為B，導軌上、下兩邊分別連接電阻R₁和R₂，質量為m的導體棒始終與導軌垂直且接觸良好，不計導軌和導體棒的電阻，重力加速度為g。則導體棒ab沿著導軌下滑的過程中（）

A．R₁和R₂發熱功率之比P₁：P₂=R₂：R₁

B．導體棒勻速運動時的速度

C．安培力對導體棒做的功等于導體棒機械能的減少量

D．重力和安培力對導體棒做功之和大于導體棒動能的增量

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，MN和PQ是電阻不計的平行金屬導軌，其間距為L，導軌彎曲部分和水平部分均光滑，二者平滑連接．右端接一個阻值為R的定值電阻．水平部分導軌左邊區域有寬度為d的勻強磁場區域，磁場方向豎直向上，磁感應強度大小為B．質量為m、電阻也為R的金屬棒從磁場區域的右邊界以平行于水平導軌的初速度v₀進入磁場，離開磁場后沿彎曲軌道上升h高度時速度變為零，已知金屬棒與導軌間接觸良好，則金屬棒穿過磁場區域的過程中（重力加速度為g）