7.如圖所示,光滑水平面上存在豎直方向的勻強磁場,用相同的材料制成的粗細(xì)相同、邊長分別為L和2L的兩只閉合正方形線框a和b,線框初始位置如圖所示,現(xiàn)將a、b用外力以相同的速度從勻強磁場區(qū)域中勻速地拉到磁場外,在將線框拉出磁場的過程中,外力對線框所做的功之比為Wa:Wb=1:4,通過線框橫截面的電荷量之比為qa:qb=1:2.

分析 將閉合線框a和b勻速拉出磁場,根據(jù)功能關(guān)系可知,外力對環(huán)做的功等于線框產(chǎn)生的焦耳熱.根據(jù)感應(yīng)電動勢公式、焦耳定律、電阻定律研究功的關(guān)系.
由法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動勢,由歐姆定律求出電流,由電流定義式求出電荷量,然后求出電荷量之比.

解答 解:設(shè)線框?qū)Ь截面積為S,總長度為L′,根據(jù)電阻定律可得R=$ρ\frac{L′}{S}$,所以Ra:Rb=1:2;
設(shè)波長為L正方形線框拉出過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLv,外力對環(huán)做的功:W=BIL•L=$\frac{{B}^{2}{L}^{3}v}{R}$,
所以$\frac{{W}_{a}}{{W}_}=\frac{{L}^{3}}{(2L)^{3}}×\frac{{R}_}{{R}_{a}}=\frac{1}{4}$,即:Wa:Wb=1:4;
電荷量:q=I△t=$\frac{△Φ}{R}=\frac{B{L}^{2}}{R}$
所以電荷量之比$\frac{{q}_{a}}{{q}_}=\frac{{L}^{2}}{{(2L)}^{2}}×\frac{{R}_}{{R}_{a}}=\frac{1}{2}$.
故答案為:1:4,1:2.

點評 本題綜合了感應(yīng)電動勢、焦耳定律、電阻定律,關(guān)鍵根據(jù)功能關(guān)系得到外力對環(huán)做的功的表達(dá)式,運用比例法進(jìn)行分析.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

6.在光滑水平面上,用長為L的細(xì)線拴一質(zhì)量為m的小球,以角速度ω做勻速圓周運動,則下列說法中正確的有( 。
A.L、ω一定,m越大,線越容易斷B.m、ω不變,L越小,線越容易斷
C.m、L不變,ω越大,線越容易斷D.m一定,L減半,ω加倍,拉力不變

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

7.油酸酒精溶液的濃度為每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL,現(xiàn)用滴管向量筒內(nèi)滴50滴上述溶液,量筒中的溶液體積增加1mL,若把一滴這樣的溶液滴入足夠大盛水的淺盤中,由于酒精溶于水,油酸在水面展開,穩(wěn)定后形成單分子油膜的形狀如圖所示.若每一小方格的邊長為25mm,試問:
這種估算方法讓油酸盡可能地在水面上散開,則形成的油膜可視為單分子油膜.如圖所示油酸膜的面積為4.4×10-2m2;估測出油酸分子的直徑是2.7×10-10 m.(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:多選題

4.下列有關(guān)光學(xué)現(xiàn)象的說法中正確的是( 。
A.用光導(dǎo)纖維束傳送信息是光的衍射的應(yīng)用
B.太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜是光的干涉現(xiàn)象
C.在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時的景物,可使景象更清晰
D.經(jīng)過同一雙縫所得干涉條紋,紅光條紋寬度大于綠光條紋寬度

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.如圖,在光滑水平桌面上,A物體通過一不可伸長的細(xì)繩沿水平方向繞過定滑輪與B物體相連,已知A 和B的質(zhì)量均為m,不計繩和滑輪間的摩擦,水平桌面足夠長,在繩子拉直的情況.讓B物體從靜止釋放,在B物體下降高度為h時,A的加速度大小及B的速度大小分別為( 。
A.g,$\sqrt{2gh}$B.$\frac{1}{2}$g,$\sqrt{gh}$C.g,$\sqrt{gh}$D.$\frac{1}{2}$g,$\sqrt{2gh}$

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.如圖所示,abcd為水平放置的平行“[”形光滑金屬導(dǎo)軌,間距為L.導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,導(dǎo)軌電阻不計.已知金屬桿MN傾斜放置,與導(dǎo)軌成θ角,單位長度的電阻為r,保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動(金屬桿滑動過程中與導(dǎo)軌接觸良好).則( 。
A.電路中感應(yīng)電動勢的大小為BLv sin θ
B.電路中感應(yīng)電流的大小為$\frac{Bvsinθ}{r}$
C.金屬桿所受安培力的大小為$\frac{{B}^{2}Lv}{r}$
D.金屬桿的熱功率為$\frac{{B}^{2}L{v}^{2}}{rsinθ}$

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.如圖所示,半徑r=20cm的金屬圓環(huán)和導(dǎo)體棒OA位于同一平面內(nèi),O點在直徑CD的延長線上,OC=r,磁感應(yīng)強度B=0.2T的勻強磁場垂直于金屬圓環(huán)和導(dǎo)體棒所在平面向里.已知金屬圓環(huán)的電阻R1=8Ω,導(dǎo)體棒OA長l=60cm,電阻R2=3Ω,現(xiàn)讓導(dǎo)體棒繞O點以角速度ω=5rad/s沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動,已知金屬圓環(huán)與導(dǎo)體棒粗細(xì)均勻,且二者接觸良好,下列說法正確的是(  )
A.導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動到圖示虛線位置時,產(chǎn)生的電動勢為0.36V
B.導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動到圖示虛線位置時,OA兩點間電勢差大小為0.1V
C.導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動到圖示虛線位置時,金屬圓環(huán)消耗的電功率為3.2×10-3W
D.導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動到圖示虛線位置時,金屬圓環(huán)所受安培力為0

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

16.如圖所示,水平軌道寬為L,軌道區(qū)間里存在著斜向上與水平方向夾角為α的勻強磁場.一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置,與軌道右端的距離為s,導(dǎo)體棒與軌道間動摩擦因數(shù)為μ.某時刻起給導(dǎo)體棒通以如圖所示的恒定電流I,導(dǎo)體棒加速后從軌道右端水平飛出,落在距離水平軌道為h的地面上,落地點與軌道右端的水平距離為s.重力加速度為g,忽略空氣阻力,則( 。
A.導(dǎo)體棒剛飛出軌道時的速度大小為s$\sqrt{\frac{g}{h}}$
B.導(dǎo)體棒在空中飛行的時間為$\sqrt{\frac{2g}{h}}$
C.導(dǎo)體棒在軌道上的加速度大小為$\frac{gs}{4h}$
D.磁感應(yīng)強度大小為$\frac{mg(s+4μh)}{4hIL(sinα+μcosα)}$

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

17.下列核反應(yīng)中,表達(dá)正確的是( 。
A.${\;}_{92}^{238}$U-${\;}_{90}^{235}$Th+${\;}_{2}^{4}$He  屬于裂變
B.${\;}_{4}^{9}$Be+${\;}_{2}^{4}$He-${\;}_{6}^{12}$C+${\;}_{0}^{1}$n  屬于人工轉(zhuǎn)變
C.${\;}_{92}^{235}$U+${\;}_{0}^{1}$n-${\;}_{56}^{141}$Ba+${\;}_{36}^{92}$Kr+3${\;}_{0}^{1}$n   屬于衰變
D.${\;}_{1}^{3}$H+${\;}_{1}^{2}$H-${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{0}^{1}$n   屬于聚變

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