【題目】如圖甲所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁場(chǎng)寬度為3L，正方形金屬框邊長(zhǎng)為L，每邊電阻均為R/4，金屬框以速度v勻速直線穿過磁場(chǎng)區(qū)域，其平面始終保持與磁感線方向垂直.當(dāng)金屬框dc邊到達(dá)磁場(chǎng)左邊緣時(shí)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小按如圖乙所示的規(guī)律變化．

（1）求金屬框在進(jìn)入磁場(chǎng)階段dc邊兩端的電勢(shì)差；

（2）在圖丙i－t坐標(biāo)平面上畫出金屬框穿過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，金屬框內(nèi)感應(yīng)電流i隨時(shí)間t的變化圖線（取逆時(shí)針方向?yàn)殡娏髡较颍?/span>

（3）求金屬框穿過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中dc邊克服安培力做的功W

【答案】（1） （2）圖見解析；（3）

【解析】

（1）根據(jù)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式求出電動(dòng)勢(shì)的大小，結(jié)合閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電流的大小，從而求出dc兩端的電勢(shì)差．
（2）結(jié)合切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式以及法拉第電磁感應(yīng)定律求出每段過程中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，從而求出感應(yīng)電流的大小，通過楞次定律判斷出感應(yīng)電流的方向，從而作出i-t圖線．
（3）先求出cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)克服安培力所做的功，再根據(jù)安培力的大小求出線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)克服安培力做功功率的表達(dá)式，根據(jù)W=t求出該過程中克服安培力做功的大小，從而得出整個(gè)過程克服安培力做功的大�。�

（1）金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)階段產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為：E1=B0Lv．
產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流為：．
此時(shí)金屬框上dc邊兩端的電勢(shì)差為： ．
（2）金屬框在磁場(chǎng)中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流為：．
金屬框離開磁場(chǎng)階段產(chǎn)生的順時(shí)針方向的感應(yīng)電流為：I3＝．金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的i-t圖線如圖所示．


（3）線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，cd邊克服安培力做的功：．
線圈在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd邊克服安培力做功的功率為：，其中．
此過程克服安培力做的功為：．
則有：W＝W1+W2＝

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】如圖所示，兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷，關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱放置，下列能正確描述其位于x軸上的電場(chǎng)或電勢(shì)分布隨位置x變化規(guī)律正確的是(　　)

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r不變，將滑動(dòng)變阻器R的滑片P向右移動(dòng)的過程中，下列說法正確的是

A. 電壓表的示數(shù)變小

B. 電流表的示數(shù)變大

C. 電源的輸出功率一定增大

D. 電源的效率一定減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，輕質(zhì)彈簧下端固定在傾角為的粗糙斜面底端的擋板C上，另一端自然伸長(zhǎng)到A點(diǎn)，質(zhì)量為m的物塊從斜面上B點(diǎn)由靜止開始滑下，與彈簧發(fā)生相互作用，最終停在斜面上某點(diǎn)，斜面始終靜止．下列說法正確的是

A．物塊第一次滑到A點(diǎn)時(shí)速度最大

B．物塊停止時(shí)彈簧一定處于壓縮狀態(tài)

C．在物塊滑到最低點(diǎn)的過程中，物塊減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化成彈簧的彈性勢(shì)能

D．在物塊的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，克服彈簧彈力做的功等于重力和摩擦力做功之和

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電阻不計(jì)的閉合導(dǎo)線框abcd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框匝數(shù)為50匝，面積S為0.5m2。線框繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并與理想變壓器相連，變壓器副線圈接入一只額定電壓為250V的燈泡，燈泡恰正常發(fā)光。求：

（1）線框轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；

（2）變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；

（3） 已知交流電流表示數(shù)為0.1A，則線框從圖示位置轉(zhuǎn)過900的過程中外力對(duì)線框做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，平行板電容器的兩極板A、B接在電池的兩極，一帶正電的小球懸掛在電容器內(nèi)部，閉合開關(guān)S，給電容器充電，穩(wěn)定后懸線偏離豎直方向的夾角為θ，則（ ）

A. 若保持開關(guān)S閉合，A極板向B極板靠近，則θ減小

B. 若保持開關(guān)S閉合，A極板向B極板靠近，則θ不變

C. 若開關(guān)S斷開，A極板向B極板靠近，則θ不變

D. 若開關(guān)S斷開，A極板向B極板靠近，則θ增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于電源的以下說法正確的是（　�。�

A. 電源是一種存儲(chǔ)電荷的裝置

B. 干電池、蓄電池和發(fā)電機(jī)都是電源

C. 電動(dòng)勢(shì)的單位與電流的單位相同

D. 電源的電動(dòng)勢(shì)大于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】牛頓說：“我們必須普遍地承認(rèn)，一切物體，不論是什么，都被賦予了相互引力的原理”。任何兩個(gè)物體間存在的相互作用的引力，都可以用萬(wàn)有引力定律計(jì)算，而且任何兩個(gè)物體之間都存在引力勢(shì)能，若規(guī)定物體處于無窮遠(yuǎn)處時(shí)的勢(shì)能為零，則二者之間引力勢(shì)能的大小為，其中m1、m2為兩個(gè)物體的質(zhì)量， r為兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離（對(duì)于質(zhì)量分布均勻的球體，指的是兩個(gè)球心之間的距離），G為引力常量。設(shè)有一個(gè)質(zhì)量分布均勻的星球，質(zhì)量為M，半徑為R。

（1）該星球的第一宇宙速度是多少？

（2）為了描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱，引入了電場(chǎng)強(qiáng)度的概念，請(qǐng)寫出電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式。類比電場(chǎng)強(qiáng)度的定義，請(qǐng)?jiān)谝?chǎng)中建立“引力場(chǎng)強(qiáng)度”的概念，并計(jì)算該星球表面處的引力場(chǎng)強(qiáng)度是多大？

（3）該星球的第二宇宙速度是多少？

（4）如圖所示是一個(gè)均勻帶電實(shí)心球的剖面圖，其總電荷量為+Q（該帶電實(shí)心球可看作電荷集中在球心處的點(diǎn)電荷），半徑為R，P為球外一點(diǎn)，與球心間的距離為r，靜電力常量為k。現(xiàn)將一個(gè)點(diǎn)電荷-q（該點(diǎn)電荷對(duì)實(shí)心球周圍電場(chǎng)的影響可以忽略）從球面附近移動(dòng)到p點(diǎn)，請(qǐng)參考引力勢(shì)能的概念，求電場(chǎng)力所做的功。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，兩條平行虛線間存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與紙面垂直。邊長(zhǎng)為1 m，總電阻為1 Ω的正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場(chǎng)邊界平行�，F(xiàn)使導(dǎo)線框水平向右運(yùn)動(dòng)，cd邊于t＝0時(shí)刻進(jìn)入磁場(chǎng)，c、d兩點(diǎn)間電勢(shì)差隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示。下列說法正確的是

A. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里

B. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為4 T

C. 導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)時(shí)的速度大小之比為3 : 1

D. 0～3 s的過程中導(dǎo)線框產(chǎn)生的焦耳熱為48 J

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