(2010·浙江卷)19. 半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置,在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線,分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板連接,兩板間距為d,如圖(上)所示。有一變化的磁場(chǎng)垂直于紙面,規(guī)定向內(nèi)為正,變化規(guī)律如圖(下)所示。在t=0時(shí)刻平板之間中心有一重力不計(jì),電荷量為q的靜止微粒,則以下說(shuō)法正確的是(   )
A.第2秒內(nèi)上極板為正極
B.第3秒內(nèi)上極板為負(fù)極
C.第2秒末微;氐搅嗽瓉(lái)位置
D.第3秒末兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為0.2
A

分析:
(1)由楞次定律可以判斷出兩極板哪個(gè)是正極,哪個(gè)是負(fù)極;
(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律可以求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),然后由勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系可以求出兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)大小。
解答:
由圖象可知,在第2內(nèi),磁場(chǎng)垂直于紙面向內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度變小,穿過(guò)金屬圓環(huán)的磁通量變小,假設(shè)環(huán)閉合,由楞次定律可知,感應(yīng)電流磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同,即感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向垂直于紙面向內(nèi),然后由安培定則可知,感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较,由此可知,上極板電勢(shì)高,是正極,故A正確;由楞次定律可知,在第1s與第3內(nèi)上極板是正極,在第2與第4s內(nèi),下極板是正極,因此兩極板間的電場(chǎng)每隔1s改變一次方向,帶電粒子q在第1s內(nèi)向下做勻加速運(yùn)動(dòng),第2s內(nèi)向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng),第2s末速度為零,在第3s內(nèi)向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),第4s內(nèi)向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由此可知,帶電粒子一直向下運(yùn)動(dòng),不會(huì)回到原來(lái)的位置;法拉第電磁感應(yīng)定律可知,在第3s內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):0.1πr2/d;故BCD錯(cuò)誤。
點(diǎn)評(píng):本題是一道綜合題,考查了楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、勻強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系的應(yīng)用,難度較大,分析清楚圖象、熟練應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)是正確解題的關(guān)鍵。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

關(guān)于發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī),下列說(shuō)法中不正確的是(    )
A.發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的作用是相同的,都是把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能
B.發(fā)電機(jī)可以把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能,電動(dòng)機(jī)可以把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能
C.發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)統(tǒng)稱為電機(jī)
D.通過(guò)電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)電能與其他形式的能源相互轉(zhuǎn)化

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

一矩形線圈位于一個(gè)方向垂直線圈平面向里的磁場(chǎng)中,如圖a所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨t的變化規(guī)律如圖b所示.以I表示線圈中的感應(yīng)電流,以圖a線圈上箭頭所示方向的電流為正,則以下的i-t圖中正確的是 (   )

                                           

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(14分)如圖甲所示,MN、PQ為間距L=0.5m足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌,NQ⊥MN,導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)。導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=37°,NQ間連接有一個(gè)R=4Ω的電阻。有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面且方向向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0=1T。將一根質(zhì)量為m=0.05kg的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌接觸良好。現(xiàn)由靜止釋放金屬棒,當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)達(dá)到穩(wěn)定速度,已知在此過(guò)程中通過(guò)金屬棒截面的電量q=0.2C,且金屬棒的加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示,設(shè)金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與NQ平行。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:

(1)金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ
(2)cd離NQ的距離s
(3)金屬棒滑行至cd處的過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量
(4)若將金屬棒滑行至cd處的時(shí)刻記作t=0,從此時(shí)刻起,讓磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小,為使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時(shí)間t變化(寫出B與t的關(guān)系式)。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(20分)如圖甲所示,豎直放置的金屬板A、B中間開(kāi)有小孔,小孔的連線沿水平放置的金屬板C、D的中間線,粒子源P可以間斷地產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(初速不計(jì)),粒子在A、B間被加速后,再進(jìn)入金屬板C、D間偏轉(zhuǎn)并均能從此電場(chǎng)中射出。已知金屬板A、B間的電壓UAB=U0,金屬板C、D長(zhǎng)度為L(zhǎng),間距d=L/3。兩板之間的電壓UCD隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示。在金屬板C、D右側(cè)有一個(gè)垂直紙面向里的均勻磁場(chǎng)分布在圖示的半環(huán)形帶中,該環(huán)帶的內(nèi)、外圓心與金屬板C、D的中心O點(diǎn)重合,內(nèi)圓半徑Rl=L/3,磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=。已知粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間遠(yuǎn)小于電場(chǎng)變化的周期(電場(chǎng)變化的周期T未知),粒子重力不計(jì)。

(1)求粒子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí),在垂直于板面方向偏移的最大距離。
(2)若所有粒子均不能從環(huán)形磁場(chǎng)的右側(cè)穿出,求環(huán)帶磁場(chǎng)的最小寬度。
(3)若原磁場(chǎng)無(wú)外側(cè)半圓形邊界且磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖丙所示的規(guī)律變化,設(shè)垂直紙面向里的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较。t=T/2時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的帶電微粒離開(kāi)電場(chǎng)后進(jìn)入磁場(chǎng),t=3T/4時(shí)該微粒的速度方向恰好豎直向上,求該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,電阻為R,導(dǎo)線電阻均可忽略,ef是一電阻可不計(jì)的水平放置的導(dǎo)體棒,質(zhì)量為m,棒的兩端分別與ab、cd保持良好接觸,又能沿框架無(wú)摩擦下滑,整個(gè)裝置放在與框架垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)導(dǎo)體棒ef從靜止下滑一段時(shí)間后閉合開(kāi)關(guān)S,則S閉合后(   )
A.導(dǎo)體棒ef的加速度可能大于g
B.導(dǎo)體棒ef的加速度一定小于g
C.導(dǎo)體棒ef最終速度隨S閉合時(shí)刻的不同而不同
D.導(dǎo)體棒ef的機(jī)械能與回路內(nèi)產(chǎn)生的電能之和一定守恒

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一個(gè)兩邊平行相距為L(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌,導(dǎo)軌頂端接有一個(gè)電阻R,電阻兩端并有一個(gè)理想電壓表,導(dǎo)軌間存在一個(gè)垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)寬度為2h,現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m,電阻也為R的金屬棒,從距磁場(chǎng)上邊界為h處自由下落,導(dǎo)軌進(jìn)入磁場(chǎng)后恰好作勻速直線運(yùn)動(dòng)并穿過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在從導(dǎo)軌自由下落到穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是

A.導(dǎo)體棒在穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中,電壓表的示數(shù)為BL
B.導(dǎo)體棒在穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中,電阻R產(chǎn)生的熱量為mgh
C.導(dǎo)體棒在穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中,通過(guò)電阻R的電荷量為
D.導(dǎo)體棒在穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中,克服安培力做功為mgh

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖,處于同一水平面內(nèi)的光滑金屬導(dǎo)軌平行放置,相距為L(zhǎng),左端連接有阻值為R的電阻。一導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌放置,電阻值也為R,回路中其余電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直。
當(dāng)導(dǎo)體棒ab受水平外力作用以速度v勻速向右滑動(dòng)時(shí),求:
(1)導(dǎo)體棒中的電流大小及方向。
(2)導(dǎo)體棒的發(fā)熱功率。
(3)水平外力F的大小和方向。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖10所示,寬度、足夠長(zhǎng)的平行此光滑金屬導(dǎo)軌固定在位于豎直平面內(nèi)的絕緣板上,導(dǎo)軌所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向跟導(dǎo)軌所在平面垂直。一根導(dǎo)體棒MN兩端套在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好,且可自由滑動(dòng),導(dǎo)體棒的電阻值R=l.5Ω,其他電阻均可忽略不計(jì)。電源電動(dòng)勢(shì)E=3.0V,內(nèi)阻可忽略不計(jì),重力加速度g取10m/s2。當(dāng)S1閉合,S2斷開(kāi)時(shí),導(dǎo)體棒恰好靜止不動(dòng)。

(1)求S1閉合,S2斷開(kāi)時(shí),導(dǎo)體棒所受安培力的大小;
(2)將S1斷開(kāi),S2閉合,使導(dǎo)體棒由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),求當(dāng)導(dǎo)體棒的加速度=5.0m/s2時(shí),導(dǎo)體棒產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大;
(3)將S1斷開(kāi),S2閉合,使導(dǎo)體棒由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),求導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的最大速度的大小。

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