2.如圖所示,一段導線彎曲成半徑為R的半圓形閉合回路.虛線MN、PQ間有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,磁場的寬度等于R,方向垂直于回路所在的平面.現(xiàn)讓回路以速度v向右勻速穿過磁場,直徑CD始終與MN垂直.關(guān)于此過程,下列結(jié)論正確的是( 。
A.穿過的過程中回路中感應(yīng)電流一直不為零
B.感應(yīng)電流的方向一直不變
C.感應(yīng)電動勢先增大后減小再增大再減小
D.感應(yīng)電動勢最大值Em=BRv.

分析 半圓形閉合回路進入磁場時,感應(yīng)電流用右手定則或楞次定律確定;切割磁感線的有效長度在發(fā)生變化,電動勢發(fā)生變化;結(jié)合閉合電路的歐姆定律可以確定電流的變化.

解答 解:當半圓形閉合回路進入磁場如圖所示時,閉合回路有效長度為進人磁場部分的上下兩端的連線,即閉合線圈與磁場邊界交線的長度,圖中紅色長度為有效長度L.切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLV,進磁場時L的有效值先變大后變小,出磁場時L的有效值也是先變大后變;當閉合回路出磁場的瞬間,切割磁感線L的有效長度為零;感應(yīng)電動勢為0,感應(yīng)電流$I=\frac{E}{{R}_{總}}$,瞬間時電流為0,A答案錯誤;
半圓形閉合回路進入磁場時磁通量增大,方向向里,根據(jù)楞次定律可以判斷感應(yīng)電流為逆時針,出磁場時磁通量減小,方向向里,根據(jù)楞次定律可以判斷感應(yīng)電流為順時針,電流先逆時針后順時針,B答案錯誤;
切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLV,進磁場時L的有效值先變大后變小,出磁場時L的有效值也是先變大后變小;所以感應(yīng)電動勢先增大后減小再增大再減小,C答案正確;
L的最大值為R(半徑),所以Em=BRv,D答案正確.
故選:CD

點評 注意:切割磁感線產(chǎn)生電動勢E=BLV,其中有效長度為閉合線圈與磁場邊界交線的長度;根據(jù)磁通量先增后減判斷電流方向,電流方向的變化必然瞬間電流過0.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

8.質(zhì)量m=0.5kg的滑塊,從傾角為37°的斜面底端以一定的初速度沖上斜面,斜面足夠長.某同學利用DIS實驗系統(tǒng)測出了滑塊沖上斜面過程中不同時刻的瞬時速度,通過計算機繪制出如圖所示的滑塊上滑過程的v-t圖象.求:(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)滑塊沖上斜面過程中的加速度大;
(2)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù);
(3)判斷滑塊最后能否返回斜面底端?若能返回,求出返回到斜面底端的時間;若不能返回,求出滑塊停在什么位置.

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9.回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場,使粒子在通過狹縫時都能得到加速,兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中,如圖所示.設(shè)D形盒半徑為R.若用回旋加速器加速質(zhì)子時,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,高頻交流電頻率為f.則下列說法正確的是( 。
A.質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2πfR
B.質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場的電壓大小有關(guān)
C.高頻電源只能使用矩形交變電流,不能使用正弦式交變電流
D.不改變B和f,該回旋加速器也能用于加速α粒子

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6.如圖所示,直流電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,R1、R2為定值電阻,且R1>r,R為滑動變阻器,G為靈敏電流計,電容器中一個帶電微粒恰處于平衡狀態(tài),則( 。
A.當R的滑動觸頭向下滑動時,回路總電流變小
B.當R的滑動觸頭向下滑動時,電流計中電流方向a→b
C.當R的滑動觸頭向上滑動時,微粒將向下移動
D.當R的滑動觸頭向上滑動時,電源輸出功率將減小

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13.如圖所示,質(zhì)量為10kg的物體A拴在一個被水平拉伸的彈簧一端,彈簧的拉力為5N時,物體A處于靜止狀態(tài).若小車以1m/s2的加速度向右運動穩(wěn)定后(  )
A.物體A仍相對小車靜止
B.物體A受到的摩擦力減小
C.物體A受到的彈力增大
D.物體A受到的摩擦力大小不變,但方向改變

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7.如圖 (a)為某同學設(shè)計的“探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實驗裝置簡圖,A為小車,B為電火花計時器,C為裝有砝碼的小桶,D為一端帶有定滑輪的長方形木板.在實驗中認為細線對小車拉力F的大小等于砝碼和小桶的總重力,小車運動加速度a可用紙帶上的點求得.
(1)關(guān)于該實驗,下列說法中正確的是BC.
A.用砝碼和小桶的總重力來表示F,會產(chǎn)生偶然誤差
B.為消除摩擦力對實驗的影響,可以把木板D的左端適當墊高
C.電火花計時器使用交流電源
D.木板D的左端被墊高后,圖中細線應(yīng)保持水平
(2)圖(b)是實驗中獲取的一條紙帶的一部分,其中0、1、2、3、4是計數(shù)點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標出),計數(shù)點間的距離如圖所示,打“3”計數(shù)點時小車的速度大小為0.26m/s,由紙帶求出小車的加速度的大小a=0.50 m/s2.(計算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)
(3)在“探究加速度與力的關(guān)系”時,保持小車的質(zhì)量不變,改變小桶中砝碼的質(zhì)量,該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F關(guān)系圖線如圖(c)所示,該圖線不通過坐標原點,試分析圖線不通過坐標原點的原因為平衡摩擦力過度.

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14.利用下圖甲裝置“探究加速度與物體所受合力及質(zhì)量關(guān)系”.

(1)圖乙為某次實驗得到的紙帶的一部分,已知交流電的頻率為50Hz,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為3.19m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).
(2)保持砂和砂桶質(zhì)量不變,改變小車質(zhì)量,得到數(shù)據(jù)如下表格,圖丙是依據(jù)表格數(shù)據(jù)描出了相應(yīng)的點.根據(jù)這些點畫出a-$\frac{1}{m}$圖線,由圖線寫出小車加速度與質(zhì)量倒數(shù)之間的關(guān)系式是a=$\frac{1}{2m}$.
實驗次數(shù)
物理量
123456
小車加速度a/m•s-21.501.251.000.750.500.30
小車質(zhì)量m/kg0.330.400.500.711.001.67
$\frac{1}{m}$/kg-13.032.502.001.251.000.60

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11.下列說法中正確是(  )
A.真空冶煉爐是利用渦流的熱效應(yīng)來熔化金屬的裝置
B.家用電磁爐鍋鐵中的渦流是由恒定磁場產(chǎn)生的
C.將條形磁鐵靠近A環(huán),A環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流并靠近磁鐵
D.變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊合而成是為了減小渦流

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12.物體甲的x-t圖象和物體乙的v-t圖象分別如圖所示,則這兩個物體的運動情況描述錯誤是( 。
A.甲在整個t=6s時間內(nèi)運動方向一直不變,它通過的總位移大小為4m
B.甲在整個t=6s時間內(nèi)有來回運動,通過的總位移為零
C.乙在整個t=6s時間內(nèi)有來回運動,它通過的總位移為零
D.乙在整個t=6s時間內(nèi)運動方向一直不變,它通過的總位移大小為6m

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