【題目】如圖所示，固定在水平面上間距為的兩條平行光滑金屬導軌，垂直于導軌放置的兩根金屬棒和長度也為、電阻均為，兩棒與導軌始終接觸良好。兩端通過開關(guān)與電阻為的單匝金屬線圈相連，線圈內(nèi)存在豎直向下均勻增加的磁場，磁通量變化率為常量。圖中虛線右側(cè)有垂直于導軌平面向下的勻強磁場，磁感應強度大小為。的質(zhì)量為，金屬導軌足夠長，電阻忽略不計。

（1）閉合，若使保持靜止，需在其上加多大的水平恒力，并指出其方向；

（2）斷開，在上述恒力作用下，由靜止開始到速度大小為的加速過程中流過的電荷量為，求該過程安培力做的功。

【答案】（1），方向水平向右；（2）

【解析】

（1）設(shè)線圈中的感應電動勢為，由法拉第電磁感應定律，則

①

設(shè)與并聯(lián)的電阻為，有

②

閉合時，設(shè)線圈中的電流為，根據(jù)閉合電路歐姆定律得

③

設(shè)中的電流為，有

④

設(shè)受到的安培力為，有

⑤

保持靜止，由受力平衡，有ⅠⅡⅢⅣ

⑥

聯(lián)立①②③④⑤⑥式得

⑦

方向水平向右。

（2）設(shè)由靜止開始到速度大小為的加速過程中，運動的位移為，所用時間為，回路中的磁通量變化為，平均感應電動勢為，有

⑧

其中

⑨

設(shè)中的平均電流為，有

⑩

根據(jù)電流的定義得

由動能定理，有

聯(lián)立⑦⑧⑨⑩式得

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在一個邊界為等邊三角形的區(qū)域內(nèi)，存在一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場，在磁場邊界上的P點有一個粒子源，發(fā)出比荷相同的三個粒子a、b、c（不計重力）沿同一方向進入磁場，三個粒子通過磁場的軌跡如圖所示，用ta、tb、tc分別表示a、b、c通過磁場的時間；用ra、rb、rc分別表示a、b、c在磁場中的運動半徑，則下列判斷正確的是（ ）

A．ta=tb＞tc B．tc＞tb＞ta

C．rb＞ra＞rc D．rc＞rb＞ra

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，兩條光滑平行金屬導軌固定，所在平面與水平面夾角為θ，導軌電阻忽略不計。虛線ab、cd均與導軌垂直，在ab與cd之間的區(qū)域存在垂直于導軌所在平面的勻強磁場。將兩根相同的導體棒PQ、MN先后自導軌上同一位置由靜止釋放，兩者始終與導軌垂直且接觸良好。已知PQ進入磁場開始計時，到MN離開磁場區(qū)域為止，流過PQ的電流隨時間變化的圖像可能正確的是

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】鱷魚頭內(nèi)有一個豎直的半徑為12cm的神經(jīng)元圓環(huán)，移動頭時能夠檢測到地磁場磁通量的變化。假設(shè)一條在北半球的鱷魚最初時面向北方且圓環(huán)垂直于地磁場的水平分量，在 2.7s的時間內(nèi)將它的頭轉(zhuǎn)動90°直到面向東方，己知地磁場的水平分量為30μT。下列說法正確的是

A.在此圓環(huán)中的平均感應電動勢大小約為5.0×l0-7V

B.鱷魚頭轉(zhuǎn)過30°時穿過圓環(huán)的磁通量為開始時的一半

C.鱷魚頭轉(zhuǎn)動過程中，穿過圓環(huán)的磁通量不斷變大

D.鱷魚頭轉(zhuǎn)過45°的位置時，從東北往西南方向看，圓環(huán)中電流方向沿順時針方向

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲為電動汽車無線充電原理圖，M為受電線圈，N為送電線圈。圖乙為受電線圈M的示意圖，線圈匝數(shù)為n，電阻為r，橫截面積為S，兩端a、b連接車載變流裝置，勻強磁場平行于線圈軸線向上穿過線圈。下列說法正確是

A. 只要受電線圈兩端有電壓，送電線圈中的電流一定不是恒定電流

B. 只要送電線圈N中有電流流入，受電線圈M兩端一定可以獲得電壓

C. 當線圈M中磁感應強度大小均勻增加時．則M中有電流從a端流出

D. 若△t時間內(nèi)，線圈M中磁感應強度大小均勻增加△B，則M兩端的電壓

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“探宄單擺周期與擺長的關(guān)系”實驗中，

（1）下列說法正確的是____________

A.擺球偏離平衡位置的角度越大越好

B.擺球盡量選擇質(zhì)量大些的、體積小些的

C.擺球擺動時要使之保持在同一個豎直平面內(nèi)

D.單擺懸線的上端不可隨意卷在橫桿上，應夾緊在鐵夾中

（2）為了提高周期的測量精度，應該將擺球到達____________（填“最高點”或“平衡位置”）作為計時開始與停止的時刻比較好。

（3）用20分度的游標卡尺測量擺球的直徑，測量情況如圖1所示，由此可知擺球的直徑為____________mm。

（4）根據(jù)實驗獲得的T2一L圖象如圖2所示，T為周期，L為擺長，實驗中應該在____________（填“OA”“AB”或“BC”）區(qū)間多采集數(shù)據(jù)，由圖求得當?shù)刂亓铀俣葹?/span>____________m/s2 （保留三位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2019年11月10日早上7:30，一聲鳴槍，2019南京馬拉松暨全國馬拉松錦標賽(南京站)激情開跑，一位運動員用了3小時跑完全程，以8m/s的速度沖過終點. 運動軌跡如圖，馬拉松全程42.193km.關(guān)于題中出現(xiàn)的數(shù)值，下列說法中正確的是

A.“早上7:30”是時間間隔

B.“3小時”是時刻

C.“8m/s”是瞬時速度

D.“42.193km”是全程的位移

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在真空中有兩個等量正電荷Q，分別置于A、B兩點，為A、B連線的中垂線，D為無限遠處（見圖），現(xiàn)用一外力將一負電荷q由C點沿緩慢移動到D點的過程中，下述結(jié)論中正確的是（ ）

A.q的電勢能逐漸減小B.q的電勢能逐漸增大

C.外力逐漸減小D.外力先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一根長為L的金屬細桿通有電流時，水平靜止在傾角為θ的光滑絕緣固定斜面上。斜面處在方向豎直向上、磁感應強度大小為B勻強磁場中。若電流和磁場的方向均不變，電流大小變?yōu)?/span>0.5I，磁感應強度大小變?yōu)?/span>4B，重力加速度為g。則此時金屬細桿

A. 電流流向垂直紙面向外

B. 受到的安培力大小為2 BILsinθ

C. 對斜面壓力大小變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍

D. 將沿斜面加速向上，加速度大小為gsinθ

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