【題目】如圖（a）所示，一端封閉的兩條平行光滑導(dǎo)軌相距L，距左端L處的中間一段被彎成 半徑為H的1/4圓弧，導(dǎo)軌左右兩段處于高度相差H的水平面上。圓弧導(dǎo)軌所在區(qū)域無磁場，右段區(qū)域存在磁場B0，左段區(qū)域存在均勻分布但隨時間線性變化的磁場B（t），如圖（b）所示，兩磁場方向均豎直向上。在圓弧頂端，放置一質(zhì)量為m的金屬棒ab，與導(dǎo)軌左段形成閉合回路，從金屬棒下滑開始計時，經(jīng)過時間t0滑到圓弧底端。設(shè)金屬棒在回路中的電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度為g。

⑴問金屬棒在圓弧內(nèi)滑動時，回路中感應(yīng)電流的大小和方向是否發(fā)生改變？為什么？

⑵求0到時間t0內(nèi)，回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱量。

⑶探討在金屬棒滑到圓弧底端進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B0的一瞬間，回路中感應(yīng)電流的大小和方向。

【答案】見解析

【解析】

（1）感應(yīng)電流的大小和方向均不發(fā)生改變。因為金屬棒滑到圓弧任意位置時，回路中磁通量的變化率相同。

（2）0—t0時間內(nèi)，設(shè)回路中感應(yīng)電動勢大小為E0，感應(yīng)電流為I，感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱為Q，由法拉第電磁感應(yīng)定律：

根據(jù)閉合電路的歐姆定律：由焦定律及②③有：

（3）設(shè)金屬進(jìn)入磁場B0的瞬間，速度為v，

金屬棒在圓弧區(qū)域下滑的過程中，機(jī)械能守恒：

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，金屬棒進(jìn)入磁場B0區(qū)域瞬間產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為E，則：方向為

而左端磁場的感應(yīng)電動勢為,方向為由閉合電路歐姆定律，求得感應(yīng)電流：

根據(jù)⑦討論：I.當(dāng)時，I=0；

II.當(dāng)時，，方向為；

III.當(dāng)時，，方向為。

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】如圖所示，磁極N、S間的磁場看做勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，矩形線圈ABCD的面積為S，線圈共n匝，電阻為r，線圈通過滑環(huán)與理想交流電壓表V和阻值為R的定值電阻相連，AB邊與滑環(huán)E相連；CD邊與滑環(huán)F相連。線圈繞垂直于磁感線的軸OO＇以角速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動，圖示位置恰好與磁感線方向垂直。以下說法正確的是（　�。�

A.線圈在圖示位置時，電阻R中的電流方向為從M到N

B.線圈從圖示位置開始轉(zhuǎn)過180°的過程中，通過電阻R的電量為

C.線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中克服安培力做的功為

D.線圈在圖示位置時電壓表示數(shù)為0

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，xOy平面內(nèi)的第二、三象限存在著沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場；第一、四象限內(nèi)存在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為L的半圓形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)存在著垂直坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子自坐標(biāo)為()的M點(diǎn)射出，射出時的速度大小為v0，方向沿x軸正方向，經(jīng)過一段時間恰好在坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入y軸右側(cè)的勻強(qiáng)磁場，再經(jīng)過一段時間后又與x軸平行且沿x軸正方向離開勻強(qiáng)磁場，不計粒子所受重力。求：

(1)粒子到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)O時的速率；

(2)粒子自M點(diǎn)射出到離開磁場時的時間；

(3)要使此粒子進(jìn)入磁場后，不再從圓弧邊界離開磁場，可以僅通過改變磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小來實現(xiàn)，計算改變后的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小需滿足的條件。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示是“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗裝置，

（1）圖1中所示的打點(diǎn)計時器使用__________（選填“交流6V”或“交流220V”）電源；

（2）在此實驗中__________（選填“必須”或“不需要”）平衡阻力；

（3）第一次實驗時小車上沒有放置重物，小盤和盤中物體的總質(zhì)量為10g，第二次實驗時小 車上放置重物，保持小盤和盤中物體的總質(zhì)量不變，根據(jù)實驗獲得的數(shù)據(jù)得到的圖像如圖2所示，圖線__________（選填“①”或“②”）是第二次實驗獲得的，其加速度大小為__________m/s2 （保留兩位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，絕熱的輕質(zhì)活塞2將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在水平放置的固定絕熱氣缸內(nèi)，輕質(zhì)活塞1與2通過一水平輕質(zhì)彈簧連接，兩活塞之間為真空，活塞與氣缸壁的摩擦忽略不計，用水平外力F使活塞1靜止不動�，F(xiàn)增大外力F，使活塞1緩慢向右移動，則此過程中氣體的溫度_____（填“升高”“降低”或“不變”）；外力F做的功及大氣壓力做的功_____（填“大于”“等于”或“小于”）氣體內(nèi)能的變化量；氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊氣缸內(nèi)壁單位面積上的次數(shù)_____（填“增加”“不變”或“減少”）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是（ ）

A. 在關(guān)于物質(zhì)波的表達(dá)式ε=hv和中，能量ε和動量p是描述物質(zhì)的粒子性的重要物理量，波長λ和頻率ν是描述物質(zhì)的波動性的典型物理量

B. Th（釷）核衰變?yōu)?/span>Pa（鏷）核時，衰變前Th核質(zhì)量等于衰變后Pa核與β粒子的總質(zhì)量

C. 根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能減小

D. 光電效應(yīng)的實驗結(jié)論是：對于某種金屬，超過極限頻率的入射光的頻率越高，所產(chǎn)生的光電流就越強(qiáng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平放置的平行金屬板A、B與電源相連，兩板間電壓為U，距離為d.兩板之間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。一束不計重力的帶電粒子沿平行于金屬板且垂直于磁場的方向射入金屬板間，然后沿直線運(yùn)動，從a點(diǎn)射入圓形磁場，在圓形磁場中分成1、2兩束粒子，兩束粒子分別從c、d兩點(diǎn)射出磁場。已知ab為圓形區(qū)域的水平直徑，，不計粒子間相互作用，下列說法正確的是（　�。�

A.金屬板A、B分別接電源的負(fù)、正極

B.進(jìn)入圓形磁場的粒子的速度大小為

C.1、2兩束粒子的比荷之比為3:1

D.1、2兩束粒子在圓形有界磁場中運(yùn)動的時間之比為3:2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一個額定電壓為,額定功率約為1W的小燈泡,現(xiàn)要用伏安法描繪這個燈泡的I一U圖線,有下列器材可供選用：

A.電壓表,內(nèi)阻約為

B.電壓表,內(nèi)阻約為

C.電流表,內(nèi)阻約為

D.電流表,內(nèi)阻約為

E.滑動變阻器

F.滑動變阻器

G.蓄電池電動勢6V,內(nèi)阻不計

H.開關(guān)、導(dǎo)線

（1）請在對應(yīng)方框內(nèi)畫出該實驗的原理電路圖；

（________）

（2）實驗中,電壓表選______,電流表選______,滑動變阻器選______用序號字母表示；

（3）測得該燈泡的伏安特性曲線如圖所示,由圖線可求得此燈泡在正常工作時的電阻為______,若將此燈泡與電動勢12V、內(nèi)阻為的電源相連,要使燈泡正常發(fā)光,需串聯(lián)一個阻值為______的電阻結(jié)果保留兩位有效數(shù)字

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個質(zhì)量為m=15kg的小號糧食麻袋，從離地面高h1=6m的天花板自由下落，一輛運(yùn)糧平板車正沿著下落點(diǎn)正下方所在的平直路面以v0=6 m/s的速度勻速前進(jìn)。己知麻袋開始自由下落時，平板車前端恰好運(yùn)動到距離下落點(diǎn)正下方s=3 m 處，該平板車總長L=7m，平極車板面離地面高h2=1m，麻袋可看做質(zhì)點(diǎn)，不計空氣 阻力。假定麻袋落到板面后不彈起，在麻袋落到板面的瞬間，平板車開始以大小為a=4m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動，直至停止，取重力加速度大小g =10 m/s2，麻袋與平板牟板面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2。

（1）求麻袋將落在平板車上距車左端多遠(yuǎn)處。

（2）通過計算說明，麻袋是否會滑到平扳車的最左端。

（3）求麻袋在平板車上的摩擦痕跡長。

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