【題目】如圖，兩條相距l的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面（紙面）內(nèi)，其左端接一阻值為R的電阻；一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上；在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一面積為S的區(qū)域，區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1隨時(shí)間t的變化關(guān)系為，式中k為常量；在金屬棒右側(cè)還有一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，區(qū)域左邊界MN（虛線）與導(dǎo)軌垂直，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向也垂直于紙面向里。某時(shí)刻，金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開始向右運(yùn)動，在t0時(shí)刻恰好以速度v0越過MN，此后向右做勻速運(yùn)動。金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好，它們的電阻均忽略不計(jì)。求

（1）在t=0到t=t0時(shí)間間隔內(nèi)，流過電阻的電荷量的絕對值；

（2）在時(shí)刻t（t>t0）穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小。

【答案】（1） ；（2）；

【解析】

在金屬棒未越過MN之前，t時(shí)刻穿過回路的磁通量為: ①

設(shè)在從t時(shí)刻到的時(shí)間間隔內(nèi)，回路磁通量的變化量為，流過電阻R的電荷量為，由法拉第電磁感應(yīng)有: ②

由歐姆定律有: ③

由電流的定義有: ④

聯(lián)立①②③④可得: ⑤

由⑤可得，在t=0到t=的時(shí)間間隔內(nèi)，流過電阻R的電荷量q的絕對值為: ⑥

（2）當(dāng)時(shí)，金屬棒已越過MN，由于金屬棒在MN右側(cè)做勻速運(yùn)動，有: ⑦

式中f是外加水平恒力，F是勻強(qiáng)磁場施加的安培力。設(shè)此時(shí)回路中的電流為I，F的大小為: ⑧

此時(shí)金屬棒與MN之間的距離為: ⑨

勻強(qiáng)磁場穿過回路的磁通量為: ⑩

回路的總磁通量為:

式中仍如①式所示，由①⑨⑩可得，在時(shí)刻t（）穿過回路的總磁通量為:

在t到的時(shí)間間隔內(nèi)，總磁通量的改變為:

由法拉第電磁感應(yīng)定律得，回路感應(yīng)電動勢的大小為:

由歐姆定律有:

聯(lián)立⑦⑧可得:

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】氫原子基態(tài)能量E1＝-13.6 eV，電子繞核做圓周運(yùn)動的半徑r1＝0.53×10－10m．求氫原子處于n＝4激發(fā)態(tài)時(shí)：

(1)原子系統(tǒng)具有的能量；

(2)電子在n＝4軌道上運(yùn)動的動能；(已知能量關(guān)系，半徑關(guān)系rn＝n2r1，k＝9.0×109 N·m2/C2，e＝1.6×10－19C)

(3)若要使處于n＝2軌道上的氫原子電離，至少要用頻率為多大的電磁波照射氫原子？(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場。現(xiàn)通過測量通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力，來測量磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、并判定其方向。所用部分器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，兩側(cè)邊豎直且等長；E為直流電源；R為電阻箱；為電流表；S為開關(guān)。此外還有細(xì)沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線。

(1)在圖中畫線連接成實(shí)驗(yàn)電路圖。

(2)完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：

①按圖接線。

②保持開關(guān)S斷開，在托盤內(nèi)加入適量細(xì)沙，使D處于平衡狀態(tài)；然后用天平稱出細(xì)沙質(zhì)量m1。

③閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當(dāng)，在托盤內(nèi)重新加入適量細(xì)沙，使D________；然后讀出________，并用天平稱出________。

④用米尺測量________。

(3)用測量的物理量和重力加速度g表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，可以得出B＝________。

(4)判定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的方法是：若________，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外；反之，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一對傾斜的光滑平行金屬導(dǎo)軌，其平面與水平面的夾角為30°，導(dǎo)軌間距為L，接在兩導(dǎo)軌間電阻的阻值為R.在與導(dǎo)軌垂直的虛線邊界下側(cè)，有方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場。現(xiàn)將質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒，在導(dǎo)軌上從距虛線邊界上方L處由靜止釋放，導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后恰好做勻速運(yùn)動.巳知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終與導(dǎo)軌垂直，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，重力加速度為g.求：

(1)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場時(shí)速度的大��；

(2)勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，在水平面上固定有長為L=2 m，寬為d=0.5 m的光滑金屬“U”型導(dǎo)軌，導(dǎo)軌右端接有R1=2 Ω，R2=6 Ω的兩個電阻，在“U”型導(dǎo)軌右側(cè)l=1 m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示。在t=0時(shí)刻．質(zhì)量為m=0.1 kg，內(nèi)阻r=0.5 Ω，導(dǎo)體棒ab以v0=2 m/s初速度從導(dǎo)軌的左端開始向口運(yùn)動，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，g取10 m/s2。求：

(1)第一秒內(nèi)流過ab電流的大小及方向；

(2)第一秒內(nèi)流過電阻R1的電荷量；

(3) ab電棒進(jìn)入磁場瞬間的加速度大小及全過程回路中產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，兩根相距l＝0.4m、電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，一端與阻值R＝0.15Ω的電阻相連。導(dǎo)軌x＞0一側(cè)存在沿x方向均勻增大的穩(wěn)恒磁場，其方向與導(dǎo)軌平面垂直，變化率k＝0.5T/m，x＝0處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0＝0.5T。一根質(zhì)量m＝0.1kg、電阻r＝0.05Ω的金屬棒置于導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。棒在外力作用下從x＝0處以初速度v0＝2m/s沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動，運(yùn)動過程中電阻上消耗的功率不變。求：

(1)同路中的電流；

(2)金屬棒在x＝2m處的速度；

(3)金屬棒從x＝0運(yùn)動到x＝2m過程中安培力做功的大��；

(4)金屬棒從x＝0運(yùn)動到x＝2m過程中外力的平均功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】常用的電容器，從構(gòu)造上看，可以分為固定電容器和可變電容器兩類。如圖甲、乙為兩種電容器的實(shí)物圖片，根據(jù)圖中的相關(guān)信息，下列判斷中正確的是

A. 圖中甲為可變電容器，它是通過改變極板間的距離來改變電容器的電容的

B. 在不改變其他條件下，將甲電容器浸入煤油中，其電容不發(fā)生變化

C. 根據(jù)圖乙中電容器外殼上標(biāo)的數(shù)據(jù)可知，電壓超過5.5V時(shí)乙電容器就會被擊穿

D. 根據(jù)圖乙中電容器外殼上標(biāo)的數(shù)據(jù)可知，乙電容器接5.5V電壓時(shí)，儲存的電量為5.5C

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，把一個平行板電容器接在電壓的電源上，現(xiàn)按下列四個步驟進(jìn)行操作：

（1）合上開關(guān)S；（2）在兩板中央插入厚為號的金屬板；（3）打開開關(guān)S；（4）抽出金屬板，則此時(shí)電容器兩板間電勢差為（ ）

A.0B.10VC.5VD.20V

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平光滑地面上，“L”形軌道的AB段為光滑半圓弧軌道，BC段為水平軌道，二者相切于B點(diǎn)，整個裝置靠在豎直墻壁左側(cè)，處于靜止?fàn)顟B(tài)。一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從C點(diǎn)水平滑上軌道，離開最高點(diǎn)A后落到水平軌道上，與軌道合為一體。已知物塊質(zhì)量m=0. 1kg,經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)動能Ek = 1.2J,到達(dá)最高點(diǎn)A時(shí)對軌道的壓力為1N,軌道質(zhì)量M=0.5kg,忽略空氣阻力，取g=10m/s2。求：

（1）半圓軌道的半徑；

（2）物塊落到水平軌道上的落點(diǎn)到B的距離；

（3）軌道與物塊一起運(yùn)動的共同速度。

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