【題目】如圖所示，豎直面內(nèi)有一圓形小線圈，與絕緣均勻帶正電圓環(huán)共面同心放置。帶電圓環(huán)的帶電量為Q，繞圓心做圓周運(yùn)動，其角速度ω隨時間t變化的關(guān)系圖象如圖乙所示(圖中ω0、t1、t2均為已知量)。線圈通過絕緣導(dǎo)線連接兩根豎直的、間距為l的光滑平行金屬長導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間的矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場，磁場上、下邊界的間距為h，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B．“工”字形構(gòu)架由長度為H(H>h)的絕緣桿和水平金屬棒AB、CD組成，金屬棒與導(dǎo)軌緊密接觸。初始時鎖定“工”字形構(gòu)架，使金屬棒AB位于磁場內(nèi)的上邊沿，t1時刻解除鎖定，t2時刻開始運(yùn)動。已知“工”字形構(gòu)架的質(zhì)量為m，金屬棒AB和金屬棒CD的長度均為l，金屬棒AB和金屬棒CD離開磁場下邊沿時的速度大小均為v，金屬棒AB、CD和圓形線圈的電阻均為R，其余電阻不計(jì)，不考慮線圈的自感，重力加速度為g。

（1）0~t1時間內(nèi)，求帶電圓環(huán)的等效電流

（2）t1~t2時間內(nèi)，求圓形線圈內(nèi)磁通量變化率的大小

（3）求從0時刻到金屬棒CD離開磁場的全過程中金屬棒及線圈產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

(1)由電流的定義式可知：

(2)時間內(nèi)，由平衡條件可知：，

則

由歐姆定律可知，

得到：

(3)時間內(nèi)，

解得：

時刻后，由功能關(guān)系可知：

得到：

從0時刻到金屬棒CD離開磁場的全過程中金屬棒擊線圈產(chǎn)生的熱量為：

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】法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示，銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別于圓盤的邊緣和銅軸接觸，圓盤處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場B中，圓盤旋轉(zhuǎn)時，關(guān)于流過電阻R的電流，下列說法正確的是（　　）

A. 若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度均勻增加，則電流大小恒定

B. 若從上往下看，圓盤順時針轉(zhuǎn)動，則電流沿b到a的方向流過R

C. 若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可能發(fā)生變化

D. 若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?/span>4倍

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為勻強(qiáng)磁場中，兩條足夠長光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，間距，電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，金屬棒AB、CD水平放在兩導(dǎo)軌上，相隔為，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，AB棒質(zhì)量為，CD棒質(zhì)量為，兩金屬棒接入電路的總電阻，若CD棒以的初速度水平向右運(yùn)動，在兩根金屬棒運(yùn)動到兩棒間距最大的過程中，下列說法正確的是　　

A. AB棒的最終速度大小為

B. 該過程中電路中產(chǎn)生的熱量為

C. 該過程中通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為

D. 兩金屬板的最大距離為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】(8分)宇航員在地球表面以一定初速度豎直向上拋出一小球，經(jīng)過時間t小球落回原處；若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過時間5t小球落回原處。（取地球表面重力加速度g＝10m/s2，空氣阻力不計(jì)）

（1）求該星球表面附近的重力加速度g＇；

（2）已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星∶R地＝1∶4，求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M星∶M地。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在用自由落體運(yùn)動驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖所示。其中O點(diǎn)是起始點(diǎn)，A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時器連續(xù)打下的三個點(diǎn)，該同學(xué)用毫米刻度尺測量O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離，并記錄在圖中（單位cm）。已知打點(diǎn)計(jì)時器電源頻率為50Hz，重錘質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g=9．80m/s2。

（1）這三組數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是_______________；

（2）該同學(xué)用重錘取OB段的運(yùn)動來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，先計(jì)算出該段重錘重力勢能的減小量為_________，接著從打點(diǎn)計(jì)時器打下的第一個點(diǎn)O數(shù)起，數(shù)到圖中B點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時器打下的第9個點(diǎn)，他用vB=gt計(jì)算跟B點(diǎn)對應(yīng)的物體的瞬時速度，得到動能的增加量為___________（均保留三位有效數(shù)字）。這樣他發(fā)現(xiàn)重力勢能的減小量__________（填“大于”或“小于”）動能的增加量，造成這一錯誤的原因是 。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小球從空中自由下落，與水平地面相碰后彈到空中某一高度，其速度一時間圖象如圖所示，則由圖可知（ ）

A. 小球下落和反彈上升的加速度不同

B. 小球第一次反彈初速度的大小為5m/s

C. 小球彈起后上升的時間為0.5s

D. 小球能彈起的最大高度為0.45m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一段長為1 m、質(zhì)量為2 kg的通電導(dǎo)體棒用兩等長的懸線懸掛于天花板上．現(xiàn)加一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，當(dāng)導(dǎo)體捧中通入I＝2 A的電流時懸線的張力恰好為零．g＝10 m/s2，求：

(1)所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

(2)如果電流方向不變，通入電流大小變?yōu)?/span>1 A時，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為多少？此時一根懸線拉力又為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖甲為《探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象》實(shí)驗(yàn)中所用器材的示意圖�，F(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、B，電流計(jì)及開關(guān)連接成如圖所示的電路。

（1）電鍵閉合后，下列說法中正確的是（____）

A．只要將線圈A放在線圈B中就會引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)

B．線圈A插入或拔出線圈B的速度越大，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的角度越大

C．滑動變阻器的滑片P滑動越快，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的角度越大

D．滑動變阻器的滑片P勻速滑動時，電流計(jì)指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)

（2）在實(shí)驗(yàn)中，如果線圈A置于線圈B中不動，因某種原因，電流計(jì)指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。這時，線圈B相當(dāng)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的“電源”。這個“電源”內(nèi)的非靜電力是__________。如果是因?yàn)榫�圈A插入或拔出線圈B，導(dǎo)致電流計(jì)指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。這時，是__________轉(zhuǎn)化為電能。

（3）上述實(shí)驗(yàn)中，線圈A、B可等效為一個條形磁鐵，將線圈B和靈敏電流計(jì)簡化如圖乙所示。當(dāng)電流從正接線柱流入靈敏電流計(jì)時，指針向正接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn)。則乙圖中靈敏電流計(jì)指針向__________其接線柱方向偏轉(zhuǎn)（填：正、負(fù)）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，導(dǎo)熱性能良好的水平放置的圓筒形氣缸與一裝有水銀的U形管相連，U形管左側(cè)上端封閉一段長度為15cm的空氣柱，U形管右側(cè)用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體。開始時U形管兩臂中水銀面齊平，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時U形管右側(cè)用活塞封閉的氣體體積為490mL，若用力F緩慢向左推動活塞，使活塞從A位置移動到B位置，此時U形管兩臂中的液面高度差為10cm，已知外界大氣壓強(qiáng)為75cmHg，不計(jì)活塞與氣缸內(nèi)壁間的摩擦，求活塞移動到B位置時U形管右側(cè)用活塞封閉的氣體體積。

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同步練習(xí)冊答案