【題目】在范圍足夠大、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B＝0.2 T，有一水平放置的光滑框架，寬度為l＝0.4 m，如圖15所示，框架上放置一質(zhì)量為0.05 kg、接入電路的電阻為R=1 Ω的金屬桿cd，金屬桿與框架垂直且接觸良好，框架電阻不計(jì)．若cd桿以恒定加速度a＝2 m/s2，由靜止開始沿框架向右做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則：

(1)在2 s內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少？

(2)第5 s末，回路中的電流多大？

(3)作用在cd桿上的水平外力F隨時(shí)間變化的關(guān)系式？

【答案】(1)0.16 V　(2)0.8 A　(3) 0.1+0.0128t

【解析】

（1）由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出金屬桿的位移，然后應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
（2）由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式求出速度，由E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，然后由歐姆定律求出感應(yīng)電流。
（3）應(yīng)用安培力公式求出安培力，然后應(yīng)用牛頓第二定律求出F的表達(dá)式。

（1）金屬桿2 s內(nèi)的位移：x＝at2＝4m

由法拉第電磁感應(yīng)定律得E=

代數(shù)得E=0.16V

（2）金屬桿第5 s末的速度v′＝at＝10 m/s

此時(shí)回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E′＝Blv′

則回路中的電流為：

（3）金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得F－F安＝ma

且F安＝BIl

I＝

v=at

即F=0.1+0.0128t

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：

【題目】足夠長(zhǎng)的水平傳送帶右側(cè)有一段與傳送帶上表面相切的光滑圓弧軌道，質(zhì)量為M＝2kg的小木盒從離圓弧底端h=0.8m處由靜止釋放，滑上傳送帶后作減速運(yùn)動(dòng)，1s后恰好與傳送帶保持共速。傳送帶始終以速度大小v逆時(shí)針運(yùn)行，木盒與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2，木盒與傳送帶保持相對(duì)靜止后，先后相隔T＝5s，以v0＝10m/s的速度在傳送帶左端向右推出兩個(gè)完全相同的光滑小球，小球的質(zhì)量m＝1kg．第1個(gè)球與木盒相遇后，球立即進(jìn)入盒中并與盒保持相對(duì)靜止，第2個(gè)球出發(fā)后歷時(shí)△t＝0.5s與木盒相遇。取g＝10m/s2，求：

（1）傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度大小v，以及木盒與第一個(gè)小球相碰后瞬間兩者共同運(yùn)動(dòng)速度大小v1；

（2）第1個(gè)球出發(fā)后經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間與木盒相遇；

（3）從木盒與第1個(gè)球相遇至與第2個(gè)球相遇的過程中，由于木盒與傳送帶間的摩擦而產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示、兩根足夠長(zhǎng)光滑平行金屬導(dǎo)軌間距l=0.9m，與水平面夾角θ=30°，正方形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T，方向垂直與斜面向上，甲、乙是兩根質(zhì)量相同、電阻均為R=4.86Ω的金屬桿，垂直于導(dǎo)軌放置。甲置于磁場(chǎng)的上邊界ab處，乙置于甲上方l處，現(xiàn)將兩金屬桿由靜止同時(shí)釋放，并立即在甲上施加一個(gè)沿導(dǎo)軌方向的拉力F，甲始終以a=5m/s2的加速度沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動(dòng)，乙進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，g=10m/s2。計(jì)算：

(1)每根金屬桿的質(zhì)量m；

(2)拉力F的最大值；

(3)乙到達(dá)磁場(chǎng)下邊界時(shí)兩桿間的距離及乙穿過磁場(chǎng)的過程中電路產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示是依附建筑物架設(shè)的磁力緩降高樓安全逃生裝置，具有操作簡(jiǎn)單、無需電能、逃生高度不受限制，下降速度可調(diào)、可控等優(yōu)點(diǎn)。

該裝置原理可等效為：間距L=0.5m的兩根豎直導(dǎo)軌上部連通，人和磁鐵固定在一起沿導(dǎo)軌共同下滑，磁鐵產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。人和磁鐵所經(jīng)位置處，可等效為有一固定導(dǎo)體棒cd與導(dǎo)軌相連，整個(gè)裝置總電阻始終為R，如圖所示

在某次逃生試驗(yàn)中，質(zhì)量M1=80kg的測(cè)試者利用該裝置以v1=1.5m/s的速度勻速下降，已知與人一起下滑部分裝置的質(zhì)量m=20kg，重力加速度取g=10m/s2，且本次試驗(yàn)過程中恰好沒有摩擦。

（1）判斷導(dǎo)體棒cd中電流的方向；

（2）總電阻R多大？

（3）如要使一個(gè)質(zhì)量M2=100kg的測(cè)試者利用該裝置以v1=1.5m/s的速度勻速下滑，其摩擦力f多大？

（4）保持第（3）問中的摩擦力不變，讓質(zhì)量M2=100kg測(cè)試者從靜止開始下滑，測(cè)試者的加速度將會(huì)如何變化？當(dāng)其速度為v2=0.78m/s時(shí)，加速度多大？要想在隨后一小段時(shí)間內(nèi)保持加速度不變，則必需調(diào)控摩擦力，請(qǐng)寫出摩擦力大小隨速率變化的表達(dá)式。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4 V 2 W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個(gè)燈泡的I－U圖線�，F(xiàn)有下列器材供選用：

A.電壓表(0～5 V，內(nèi)阻約10 kΩ)

B.電壓表(0～15 V，內(nèi)阻約20 kΩ)

C.電流表(0～3 A，內(nèi)阻約1 Ω)

D.電流表(0～0.6 A，內(nèi)阻約0.4 Ω)

E.滑動(dòng)變阻器(10 Ω，2 A)

F.滑動(dòng)變阻器(500 Ω，1 A)

G.學(xué)生電源(直流6 V)、開關(guān)、導(dǎo)線若干

（1）實(shí)驗(yàn)中所用電壓表應(yīng)選________，電流表應(yīng)選用________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________。

（2）在線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖_______，并根據(jù)所畫電路圖進(jìn)行實(shí)物連接_______。

（3）利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示，分析曲線說明小燈泡電阻變化的特點(diǎn)：________________________________。

（4）若把電阻元件Z和小燈泡接入如圖乙所示的電路中時(shí)，已知電阻Z的阻值為5Ω，已知A、B兩端電壓恒為2.5 V，則此時(shí)燈泡L的功率約為________W。(保留兩位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2022年將在我國(guó)舉辦第二十四屆冬奧會(huì)，跳臺(tái)滑雪是其中最具觀賞性的項(xiàng)目之一。某滑道示意圖如下，長(zhǎng)直助滑道AB與彎曲滑道BC平滑銜接，滑道BC高h=10 m，C是半徑R=20 m圓弧的最低點(diǎn)，質(zhì)量m=60 kg的運(yùn)動(dòng)員從A處由靜止開始勻加速下滑，加速度a=4.5 m/s2，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度vB=30 m/s。取重力加速度g=10 m/s2。

（1）求長(zhǎng)直助滑道AB的長(zhǎng)度L；

（2）求運(yùn)動(dòng)員在AB段所受合外力的沖量的I大�。�

（3）若不計(jì)BC段的阻力，畫出運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的受力圖，并求其所受支持力FN的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖為某同學(xué)測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的電路圖。

（1）虛線框內(nèi)是用毫安表改裝成電流表的電路。已知毫安表表頭的內(nèi)阻為10 Ω，滿偏電流為100 mA，電阻R1=2.5 Ω，由此可知，改裝后電流表的量程為_______A。

（2）實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)完成相應(yīng)的填空：

①將滑動(dòng)變阻器R的滑片移到______端（選填“A”或“B”），閉合開關(guān)S；

②多次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，記下電壓表的示數(shù)U和毫安表的示數(shù)I；某次測(cè)量時(shí)毫安表的示數(shù)如圖所示，其讀數(shù)為_________mA。

③以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作U–I圖線，如圖所示；

④根據(jù)圖線求得電源的電動(dòng)勢(shì)E = _________V，內(nèi)阻r = _______Ω。（結(jié)果均保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，在水平路面上有一質(zhì)量為1×103kg的汽車(可視為質(zhì)點(diǎn))以10m/s的速度向右勻速行駛，由于路面發(fā)生變化，BC段阻力變小。從汽車到達(dá)A位置開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過20s汽車到達(dá)C位置，汽車運(yùn)動(dòng)的vt圖像如圖乙所示。若行駛過程中汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率恒為40kW，且汽車在AB和BC路段上行駛時(shí)所受阻力均恒定，則下列說法正確的是（ ）

A. 汽車在AB段所受的阻力為

B. 汽車在5~15s內(nèi)作加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)

C. 當(dāng)汽車速度為16m/s時(shí)，汽車的加速度大小為

D. AC間距離為275m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，軸上與是兩個(gè)波源，產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧波分別沿軸向右、向左傳播，波速均為v=0.4m/s，振幅均為A=2cm，圖示為t=0時(shí)刻兩列波的圖象，此時(shí)分別傳播到P點(diǎn)和Q點(diǎn)，下列說法正確的是_______

A.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P、Q都沿y軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)

B.t=0.75s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P、Q都運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)

C.t=1s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M的位移為-4cm

D.t=1.25s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M為振動(dòng)減弱點(diǎn)

E.t=3.5s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的位移為0

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