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如下圖所示，邊長為l的正方形金屬框abcd套在U型金屬框架MNPQ內，兩者都放在光滑的水平地板上，U型框架與方形金屬框之間接觸良好且無摩擦。方形金屬框ac、bd邊電阻為R，其余兩邊電阻不計；U型框架NQ邊的電阻為R，其余兩邊電阻不計。虛線右側空間存在著一個范圍足夠大的豎直向下的勻強磁場，磁場的磁感強度大小為B。如果將方形金屬框固定不動，用力拉動U型框使它以速度v₀垂直NQ邊向右勻速運動，求：

1.拉力為多大？

2.bd兩端的電勢差為多大？

解析:（1）U型框向右運動時，NQ邊相當于電源，產生的感應電動勢（1分）

U型框連同方框構成的閉合電路的總電阻為（1分）閉合電路的總電流為（1分）

NQ邊受到的安培力為即拉動型框使它以速度v₀垂直NQ邊向右勻速運動的拉力為（1分）

（2）根據閉合電路歐姆定律可知，bd兩端的電勢差為：（2分）

練習冊系列答案

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科目：高中物理 來源： 題型：

如下圖甲所示，邊長為l和L的矩形線框aa′、bb′互相垂直，彼此絕緣，可繞中心軸O₁O₂轉動，將兩線框的始端并在一起接到滑環C上，末端并在一起接到滑環D上，C、D彼此絕緣，外電路通過電刷跟C、D連接，線框處于磁鐵和圓柱形鐵芯之間的磁場中，磁場邊緣中心的張角為45°,如下圖乙所示（圖中的圓表示圓柱形鐵芯，它使磁鐵和鐵芯之間的磁場沿半徑方向，如圖箭頭方向所示）.不論線框轉到磁場中的什么位置,磁場的方向總是沿著線框平面,磁場中長為l的線框邊所處的磁感應強度大小恒為B,設線框aa′和bb′的電阻都是r,兩個線框為角速度ω逆時針勻速轉動,電阻R=2r.

(1)求線框aa′轉到如乙圖所示位置時,感應電動勢的大小;

(2)求轉動過程中電阻R上的電壓的最大值;

(3)從線框aa′進入磁場開始計時,作出0～T(T是線框轉動周期)的時間內通過R的電流i_R隨時間變化的圖象;

(4)求在外力驅動下兩線框轉動一周所做的功.