（20分）如圖所示，一矩形輕質(zhì)柔軟反射膜可繞過O點垂直紙面的水平軸轉(zhuǎn)動，其在紙面上的長度OA為L1，垂直紙面的寬度為L2。在膜的下端（圖中A處）掛有一平行于轉(zhuǎn)軸，質(zhì)量為m，長為L2的導(dǎo)體棒使膜繃成平面。在膜下方水平放置一足夠大的太陽能光電池板，能接收到經(jīng)反射膜反射到光電池板上的所有光能，并將光能轉(zhuǎn)化成電能。光電池板可等效為一個電池，輸出電壓恒定為U；輸出電流正比于光電池板接收到的光能（設(shè)垂直于入射光單位面積上的光功率保持恒定）。導(dǎo)體棒處在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場B中，并與光電池構(gòu)成回路，流經(jīng)導(dǎo)體棒的電流垂直紙面向外（注：光電池與導(dǎo)體棒直接相連，連接導(dǎo)線未畫出）。

（1）若有一束平行光水平入射，當(dāng)反射膜與豎直方向成＝60時，導(dǎo)體棒處于受力平衡狀態(tài)，求此時電流強(qiáng)度的大小和光電池的輸出功率。
（2）當(dāng)變成45時，通過調(diào)整電路使導(dǎo)體棒保持平衡，光電池除維持導(dǎo)體棒力學(xué)平衡外，不能輸出多少額外電功率？
（1）
（2）

（1）導(dǎo)體棒所受安培力           ①
導(dǎo)體棒有靜力平衡關(guān)系        ②
解得                         ③
所以當(dāng)=時，
光電池輸出功率為
（2）當(dāng)時，根據(jù)③式可知維持靜力平衡需要的電流為

根據(jù)幾何關(guān)系可知 
可得
而光電池產(chǎn)生的電流為 
所以能提供的額外電流為
可提供額外功率 
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

豎直導(dǎo)線ab與水平面上放置的圓線圈隔有一小段距離，其中直導(dǎo)線固定，線圈可自由運(yùn)動，當(dāng)同時通以圖示方向的電流時（圓線圈內(nèi)電流從上向下看是逆時針方向電流），則從左向右看，線圈將（  ）
A．逆時針轉(zhuǎn)動，同時遠(yuǎn)離導(dǎo)線
B．順時針轉(zhuǎn)動，同時靠近導(dǎo)線
C．順時針轉(zhuǎn)動，同時遠(yuǎn)離導(dǎo)線
D．逆時針轉(zhuǎn)動，同時靠近導(dǎo)線

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示,電源電動勢E=2V,內(nèi)電阻r=0.5Ω,豎直平面內(nèi)的導(dǎo)軌電阻可忽略,金屬棒的質(zhì)量m=0.1Kg,電阻R=0.5Ω,它與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)µ=0.4,有效長度為L=0.2m.為了使金屬棒能夠靠在豎直導(dǎo)軌外面靜止不動,我們施加一豎直方向的勻強(qiáng)磁場,問磁場方向是向上還是向下?磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)是多大?（重力加速度g=10m/s2）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

據(jù)報道，最近已研制出一種可投入使用的電磁軌道炮，其原理如圖所示。炮彈（可視為長方形導(dǎo)體）置于兩固定的平行導(dǎo)軌之間，并與軌道壁密接。開始時炮彈在導(dǎo)軌的一端，通以電流后炮彈會被磁力加速，最后從位于導(dǎo)軌另一端的出口高速射出。設(shè)兩導(dǎo)軌之間的距離m，導(dǎo)軌長Ｌ＝5.0m，炮彈質(zhì)量。導(dǎo)軌上的電流I的方向如圖中箭頭所示�？梢哉J(rèn)為，炮彈在軌道內(nèi)運(yùn)動時，它所在處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度始終為Ｂ＝2.0Ｔ，方向垂直于紙面向里。若炮彈出口速度為，求通過導(dǎo)軌的電流I。忽略摩擦力與重力的影響。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖2所示，將一陰極射線管置于一通電螺線管的正上方且在同一水平面內(nèi)，則陰極射線將
A．向外偏轉(zhuǎn)
B．向里偏轉(zhuǎn)
C．向上偏轉(zhuǎn)
D．向下偏轉(zhuǎn)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

將一長為l的導(dǎo)線通以電流I，放入某空間，調(diào)整導(dǎo)線位置發(fā)現(xiàn)最大的安培力為Fm，以下說法錯誤的是（   ）
A．如果是勻強(qiáng)磁場，那么磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B=Fm/IL
B．如果是勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度必大于Fm/IL
C．如果是非勻強(qiáng)磁場，某點的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能大于Fm/IL
D．如果是非勻強(qiáng)磁場，某點的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能小于Fm/IL

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖15-3-8所示，一位于xOy平面內(nèi)的矩形線圈只能繞Ox軸轉(zhuǎn)動，線圈的四條邊分別與x、y軸平行，線圈中電流方向如圖所示.當(dāng)空間加上下列哪種磁場時，線圈會轉(zhuǎn)動起來(    )

圖15-3-8
A．方向沿x軸的恒定的磁場B．方向沿y軸的恒定的磁場
C．方向沿z軸的恒定的磁場D．方向沿z軸的變化的磁場

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，傾角為θ的光滑絕緣斜面固定在水平面上，整個空間存在垂直斜面向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，有一長為L質(zhì)量為m的通電直導(dǎo)線垂直紙面水平放置在斜面上恰能保持靜止，試判斷通電直導(dǎo)線的電流方向并求出電流的大小。（已知重力加速度為g）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一個有質(zhì)量的金屬棒MN，兩端用細(xì)軟導(dǎo)線連接后懸掛于a、b兩點。棒的中部處于方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，棒中通有電流從M流向N，此時懸線上有拉力．為了使拉力等于零，可
A．適當(dāng)增大電流強(qiáng)度
B．適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度
C．使磁場反向
D．使電流反向

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