【題目】近期大功率儲能技術(shù)受到媒體的廣泛關(guān)注，其中飛輪儲能是熱點之一．為說明某種飛輪儲能的基本原理，將模型簡化為如圖所示：光滑的”Π”型導(dǎo)軌水平放置，電阻不計，長度足夠．軌道平行部分間距為L=1m，導(dǎo)軌上靜止放置有長度也為L、質(zhì)量為m=100kg、電阻為R1=0.1Ω的導(dǎo)體棒AB.導(dǎo)軌間虛線框區(qū)域有垂直軌道平面向上的均勻變化磁場．虛線框右側(cè)區(qū)域有垂直軌道平面向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B=10T．圖中開關(guān)S接a，經(jīng)過足夠長時間，棒AB向右勻速運動，速度為v=100m/s.然后若將開關(guān)S接b，棒AB可作為電源對電阻R2供電，電阻R2=0.9Ω.

（1）開關(guān)S接a，棒AB勻速運動時，虛線框中的磁場磁通量每秒鐘變化多少？

（2）求開關(guān)S接b的瞬間棒AB的加速度．

（3）求開關(guān)S接b后R2產(chǎn)生的總熱量Q.

【答案】（1）1 000 Wb（2）100 m/s2（3）5×105 J

【解析】（1）棒勻速運動時加速度為零，安培力為零，電流為零，磁通量不變，所以虛線框中磁場每秒增加；

（2）棒AB產(chǎn)生的電動勢，

電路中的產(chǎn)生的電流，

故受到的安培力為，

根據(jù)牛頓第二定律可得；

（3）棒的動能全部轉(zhuǎn)化為電熱，故，

電阻上產(chǎn)生的電熱為。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進行探究，實驗裝置如圖（a）所示：輕彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一物塊接觸而不連接，紙帶穿過打點計時器并與物塊連接．向左推物塊使彈簧壓縮一段距離，由靜止釋放物塊，通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能．

（1）實驗中涉及到下列操作步驟：

①把紙帶向左拉直

②松手釋放物塊

③接通打點計時器電源

④向左推物塊使彈簧壓縮，并測量彈簧壓縮量

上述步驟正確的操作順序是__（填入代表步驟的序號）．

（2）圖（b）中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實際打點結(jié)果．打點計時器所用交流電的頻率為50Hz．由M紙帶所給的數(shù)據(jù)，可求出在該紙帶對應(yīng)的實驗中物塊脫離彈簧時的速度為__m/s．比較兩紙帶可知，__（填“M”或“L”）紙帶對應(yīng)的實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為一臺小型發(fā)電機的示意圖，矩形線圈在勻強磁場中繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動，磁場方向與轉(zhuǎn)軸垂直．矩形線圈的面積S=2．0×10﹣2 m2，匝數(shù)N=40，線圈電阻r=1．0Ω，磁場的磁感應(yīng)強度B=0．20T．線圈繞OO′軸以ω=100rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動．線圈兩端外接電阻R=9．0Ω的小燈泡和一個理想交流電流．從圖示位置開始計時，求：

（1）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時表達式．

（2）流過燈泡的電流。

（3）線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過燈泡的電荷量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某研究小組設(shè)計了一種“用一把刻度尺測量質(zhì)量為m的小物塊Q與平板P之間動摩擦因數(shù)”的實驗方案，實驗裝置如圖甲所示．

AB是半徑足夠大的四分之一圓弧軌道，與水平固定放置P板的上表面BC在B點相切，C點在水平地面的垂直投影為C'.重力加速度為g.實驗步驟如下：

①用刻度尺測量BC長度為L和CC′高度為h；

②先不放置平板P(如圖乙)使圓弧AB的末端B位于C′的正上方，將物塊Q在A點由靜止釋放，在物塊Q落地處標(biāo)記其落地點D；

③重復(fù)步驟②，共做10次；

④用半徑盡量小的圓將10個落地點圍住，用毫米刻度尺測量圓心到C′的距離s；

⑤放置平板P(如圖甲)，將物塊Q由同一位置A由靜止釋放，在物塊Q落地處標(biāo)記其落地點D′；

⑥重復(fù)步驟⑤，共做10次；

⑦用半徑盡量小的圓將10個落地點圍住，用毫米刻度尺測量圓心到C′的距離l.

（1）實驗步驟③④目的是________________．

（2）用實驗中的測量量表示：物塊Q滑到B點時的動能EB=________．

（3）物塊Q與平板P之間的動摩擦因數(shù)μ=________．

（4）已知實驗測得的μ值與實際值不等，其原因除了實驗中測量的誤差之外，其他的原因可能是____________________________________(寫出一個可能的原因即可)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一臺內(nèi)阻為1Ω的發(fā)電機，供給一個學(xué)校照明用電，如圖所示．升壓變壓器匝數(shù)比為1：4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4：1，輸電線的總電阻R=4Ω，全校共22個班，每班有“220V，40W”燈6盞．若保證全部電燈正常發(fā)光，則：

（l）發(fā)電機輸出功率多大？

（2）發(fā)電機電動勢多大？

（3）輸電線上損耗的電功率多大？

（4）輸電效率是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在墻上，另一端與置于水平面上的質(zhì)量為m的小物體接觸（未連接），如圖8中O點，彈簧水平且無形變。用水平力F緩慢向左推動物體，在彈性限度內(nèi)彈簧長度被壓縮了x0，如圖8中B點，此時物體靜止。撤去F后，物體開始向右運動，運動的最大距離距B點為3x0，C點是物體向右運動過程中彈力和摩擦力大小相等的位置，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，則

A．撤去F時，彈簧的彈性勢能為2μmgx0

B．撤去F后物體先做加速度逐漸變小的加速運動，再做加速度逐漸變大的減速運動，最后做勻減速運動

C．物體從B→C，彈簧彈性勢能的減少量等于物體動能的增加量

D．撤去F后，物體向右運動到O點時的動能最大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用圖1的裝置可以驗證機械能守恒定律。

（1）要驗證重物下落過程中機械能守恒，除了圖示器材，以下實驗器材中必須要選取的是有______。

A．秒表 B．刻度尺 C．天平 D．交流電源

（2）下列有關(guān)操作的敘述正確的是

A．安裝打點計時器時要注意讓上下限位孔在同一豎直線上

B．將打點計時器與直流低壓電源連接

C．釋放紙帶時應(yīng)盡量讓重錘靠近打點計時器

D．應(yīng)先釋放紙帶，然后接通電源

（3）若實驗中所用重物的質(zhì)量為m，某次實驗打出的一條紙帶如圖2所示．在紙帶上選取五個連續(xù)的點A、B、C、D和E，量得相鄰點間的距離分別為，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g．本實驗所用電源的頻率為．從打下點B到打下點D的過程中，重錘重力勢能減小量△Ep=______，重錘動能增加量△Ek=_____。在誤差允許的范圍內(nèi)，通過比較就可以驗證重物下落過程中機械能是否守恒．

（4）設(shè)重錘在下落過程中受到恒定不變的阻力F，則可根據(jù)本實驗數(shù)據(jù)求得阻力F的表達式為____________（用題中所給字母m，g，s1，s4，f表示）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，匝數(shù)為10的矩形線框處在磁感應(yīng)強度B＝T的勻強磁場中，繞垂直磁場的軸以恒定角速度ω=10rad/s在勻強磁場中轉(zhuǎn)動，線框電阻不計，面積為0.4m2，線框通過滑環(huán)與一理想自耦變壓器的原線圈相連，副線圈接有一只燈泡L(4W，100Ω)和滑動變阻器，已知圖示狀況下燈泡正常發(fā)光，電流表視為理想電表，則下列說法正確的是( )

A. 此時原副線圈的匝數(shù)比為1:2

B. 此時電流表的示數(shù)一定為0.4A

C. 若將自耦變壓器觸頭向下滑動，燈泡會變暗

D. 若將滑動變阻器滑片向上移動，則電流表示數(shù)增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，體積為V的密閉的汽缸，兩側(cè)與一“U”形細(xì)管的兩端相連，汽缸壁導(dǎo)熱，“U”形管內(nèi)盛有水銀。絕熱活塞通過插銷固定，將汽缸分成左、右兩個氣室，開始時，左氣室的體積是右氣室的體積的一半，氣體的壓強均為75 cmHg。外界溫度恒為27℃。緩慢加熱左氣室的氣體，使兩側(cè)水銀面的高度差h =25 cm，“U”形管中氣體的體積和活塞的體積忽略不計，氣室內(nèi)氣體可視為理想氣體。

(i)求此時左氣室內(nèi)氣體的溫度；

(ii)保持①中左氣室內(nèi)溫度不變，拔掉活塞的插銷，活塞可無摩擦移動，求最后穩(wěn)定時，氣體的壓強和左氣室內(nèi)氣體體積的增加量。

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同步練習(xí)冊答案