（12分）．如圖所示，水平面上有一個(gè)動(dòng)力小車，在動(dòng)力小車上豎直固定著一個(gè)長度L1、寬度L2的矩形線圈，線圈匝線為n，總電阻為R，小車和線圈的總質(zhì)量為m，小車運(yùn)動(dòng)過程所受摩擦力為f。小車最初靜止，線圈的右邊剛好與寬為d（d﹥L1）的有界磁場(chǎng)的左邊界重合。磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B�，F(xiàn)控制動(dòng)力小車牽引力的功率，讓它以恒定加速度a進(jìn)入磁場(chǎng)，線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)后，開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，直至完全離開磁場(chǎng)，整個(gè)過程中，牽引力的總功為W。

（1）求線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程中，感應(yīng)電流的最大值和通過導(dǎo)線橫截面的電量。
（2）求線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程中，線圈中產(chǎn)生的焦耳熱。
（3）寫出整個(gè)過程中，牽引力的功率隨時(shí)間變化的關(guān)系式。

（1） ， ；
（2）
（3） ，（）

解析試題分析：（1）線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度：
最大電動(dòng)勢(shì)：
最大電流為：
導(dǎo)線橫截面的電量：
（2）設(shè)進(jìn)入和離開磁場(chǎng)過程中，線圈產(chǎn)生的焦耳熱分別為，則在整個(gè)過程中，
牽引力的總功：
，；將代入
得：
解得：
（3）①小車進(jìn)入磁場(chǎng)階段做勻加速運(yùn)動(dòng)：，，
由得:，（）
②小車完全在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)：，()
③小車勻速穿出磁場(chǎng)的過程：
得： ，（）。
考點(diǎn)：本題考查了電磁感應(yīng)中的電路問題、運(yùn)動(dòng)問題、能量問題。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（20分）“電磁炮”是利用電磁力對(duì)彈體加速的新型武器，具有速度快，效率高等優(yōu)點(diǎn)。如圖是“電磁炮”的原理結(jié)構(gòu)示意圖。光滑水平加速導(dǎo)軌電阻不計(jì)，軌道寬為L＝0.2m。在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1×102T。“電磁炮”彈體總質(zhì)量m=0.2kg，其中彈體在軌道間的電阻R＝0.4Ω。可控電源的內(nèi)阻r=0.6Ω，電源的電壓能自行調(diào)節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。在某次試驗(yàn)發(fā)射時(shí)，電源為加速彈體提供的電流是I＝4×103A，不計(jì)空氣阻力。求：

（1）彈體所受安培力大小；
（2）彈體從靜止加速到4km/s，軌道至少要多長？
（3）彈體從靜止加速到4km/s過程中，該系統(tǒng)消耗的總能量；
（4）請(qǐng)說明電源的電壓如何自行調(diào)節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（11分）圖甲為一研究電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，其中電流傳感器（相當(dāng)于一只理想的電流表）能將各時(shí)刻的電流數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通過數(shù)據(jù)采集器傳輸給計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上同步顯示出I-t圖像．足夠長光滑金屬軌道電阻不計(jì)，傾角θ=30°．軌道上端連接有阻值R=1.0Ω的定值電阻，金屬桿MN電阻r=0.5Ω，質(zhì)量m=0.4kg，桿長 L=1.0m．在軌道區(qū)域加一垂直軌道平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，讓金屬桿從圖示位置由靜止開始釋放，此后計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出如圖乙所示的I-t圖像，設(shè)桿在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中與軌道垂直，取g=10m/s2．試求：

（1）t=0.5s時(shí)電阻R的熱功率；
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（3）估算0~1.2s內(nèi)通過電阻R的電荷量大小及在R上產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖甲所示，一足夠長阻值不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ之間的距離L＝1．0m，NQ兩端連接阻值R＝1．0Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面向上,導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ＝30°。一質(zhì)量m＝0．20kg，阻值r＝0．50Ω的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置并用絕緣細(xì)線通過光滑的定滑輪與質(zhì)量M＝0．60kg的重物P相連。細(xì)線與金屬導(dǎo)軌平行。金屬棒沿導(dǎo)軌向上滑行的速度v與時(shí)間t之間的關(guān)系如圖乙所示，已知金屬棒在0～0．3s內(nèi)通過的電量是0．3～0．6s內(nèi)通過電量的2／3，g＝10m／s2，求：

（1）0～0．3s內(nèi)棒通過的位移；
（2）金屬棒在0～0．6s內(nèi)產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，一對(duì)光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距l(xiāng)=0.5m，左端接有阻值R=0.3Ω的電阻，一質(zhì)量m=0.1kg，電阻r=0.1Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a=2m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒的位移x=9m時(shí)撤去外力，棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1：Q2=2:1，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，求：

(1)棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過程中，通過電阻R的電荷量q
(2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2
(3)外力做的功WF

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）10匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)e＝10sin 20πt(V)．求：
(1)t＝0時(shí)，線圈內(nèi)磁通量Φ和磁通量變化率；
(2)線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)180°過程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值和最大值之比．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，光滑絕緣水平桌面上直立一個(gè)單匝正方形導(dǎo)線框ABCD，線框的邊長為L＝4 m、總電阻為R＝1Ω.在直角坐標(biāo)系xOy中，有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的下邊界與x軸重合，上邊界滿足曲線方程y＝2sinx(m)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝2 T．線框在沿x軸正方向的拉力F作用下，以速度v＝1 m/s水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，直到拉出磁場(chǎng)．

(1) 求線框中AD兩端的最大電壓；
(2) 在圖乙中畫出運(yùn)動(dòng)過程中線框i-t圖象，并估算磁場(chǎng)區(qū)域的面積（估算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；
(3) 求線框在穿越整個(gè)磁場(chǎng)的過程中，拉力F所做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)為e=50sin100πt（V），對(duì)此電動(dòng)勢(shì)，下列表述正確的有 （    ）

A．最大值是50VB．頻率是100Hz
C．有效值是25VD．周期是0.02s

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同步練習(xí)冊(cè)答案