10.如圖甲所示,兩根足夠長的粗糙平行金屬導軌MN、PQ固定在同一絕緣水平面上,兩導軌間距為d=1m,導軌電阻忽略不計,M、P間連接一阻值R=1.5Ω的電阻.現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.4kg,阻值r=0.5Ω的金屬棒ab垂直于導軌放在兩導軌上并與導軌接觸良好,金屬棒與電阻R間的距離為L=4m,整個裝置處于一豎直方向的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度大小隨時間變化的情況如圖乙所示,已知金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,取g=10m/s2,求:
(1)金屬棒相對于導軌靜止時,回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I的大。
(2)金屬棒經(jīng)過多長時間開始運動,在該段時間內(nèi)通過R的電荷量q.

分析 (1)由法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律求出回路中感應(yīng)電流;
(2)根據(jù)平衡條件求出磁感應(yīng)強度,由圖象求出經(jīng)過的時間,根據(jù)q=I•△t求出通過R的電荷量

解答 解:(1)回路中的感應(yīng)電動勢為:$E=\frac{△B}{△t}dL$
由閉合電路歐姆定律得感應(yīng)電流為:$I=\frac{E}{R+r}$
聯(lián)立上式得:$I=\frac{\frac{△B}{△t}dL}{R+r}=\frac{1×1×4}{1.5+0.5}=2A$
(2)由平衡條件得:μmg-BId=0
解得:B=1..0T
由圖象知棒經(jīng)過時間△t=1.0s
在該段時間內(nèi)通過R的電荷量q=I△t=2C
答:(1)金屬棒相對于導軌靜止時,回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I的大小2A;
(2)金屬棒經(jīng)過1.0s時間開始運動,在該段時間內(nèi)通過R的電荷量q為2C

點評 本題是電磁感應(yīng)與電路知識的綜合,關(guān)鍵要熟練應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律,同時綜合考查了力的平衡等知識點,難度不大,常規(guī)題.

練習冊系列答案
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20.如圖甲所示,abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框,在金屬線框的下方有一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域,MN和M′N′是勻強磁場區(qū)域的水平邊界,邊界的寬度為S,并與線框的bc邊平行,磁場方向與線框平面垂直.現(xiàn)讓金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落,圖乙是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強磁場區(qū)域的v-t圖象(其中OA、BC、DE相互平行).已知金屬線框的邊長為L(L<S)、質(zhì)量為m,電阻為R,當?shù)氐闹亓铀俣葹間,圖象中坐標軸上所標出的字母v1、v2、t1、t2、t3、t4均為已知量.(下落過程中bc邊始終水平)根據(jù)題中所給條件,以下說法正確的是( 。
A.t2是線框全部進入磁場瞬間,t4是線框全部離開磁場瞬間
B.從bc邊進入磁場起一直到ad邊離開磁場為止,感應(yīng)電流所做的功為mgS
C.v1的大小可能為$\frac{mgR}{{B}^{2}{L}^{2}}$
D.線框穿出磁場過程中流經(jīng)線框橫截面的電荷量比線框進入磁場過程中流經(jīng)框橫截面的電荷量多

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

1.在“探究彈簧彈力大小與伸長量的關(guān)系”實驗中,甲、乙兩位同學選用不同的橡皮繩代替彈簧,為測量橡皮繩的勁度系數(shù),他們在橡皮繩下端面依次逐個掛下鉤碼(每個鉤碼的質(zhì)量均為m=0.1kg,取g=10m/s2),并記錄繩下端的坐標X(下標i表示掛在繩下端鉤碼個數(shù)).然后逐個拿下鉤碼,同樣記錄繩下端面的坐標X,繩下端面坐標的值Xi=$\frac{{X}_{加}+{X}_{減}}{2}$的數(shù)據(jù)如下表:
掛在橡皮繩下端的鉤碼個數(shù)橡皮繩下端的坐標(X/mm)
1216.5216.5
2246.7232.0
3284.0246.5
4335.0264.2
5394.5281.3
6462.0301.0
(1)同一橡皮繩的X小于X(大于或小于);
(2)乙同學的數(shù)據(jù)更符合實驗要求(甲或乙).

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

18.用粗細確定的金屬絲制成N匝圓形閉合線圈,半徑為R,垂直放在勻強磁場中,如圖所示,當磁場的磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大時,下列說法中正確的是( 。
A.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E與半徑R成正比
B.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I與半徑R成正比
C.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E與匝數(shù)N成正比
D.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I與匝數(shù)N成正比

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

5.如圖所示,帶正電的小球Q固定在傾角為θ的光滑固定絕緣細桿下端,讓另一穿在桿上的質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球M從A點由靜止釋放,M到達B點時速度恰好為零.若A、B間距為L,C是AB的中點,兩小球都可視為質(zhì)點,重力加速度為g,則下列判斷正確的是(  )
A.在從A點至B點的過程中,M的機械能守恒
B.在B點M受到的庫侖力大小是mgsinθ
C.在從A點至C點和從C點至B點的過程中,前一過程M的電勢能的增加量較小
D.在Q產(chǎn)生的電場中,B、A兩點間的電勢差為URA=$\frac{mgLsinθ}{q}$

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15.如圖所示,矩形線框在豎直平面內(nèi)從靜止開始下落,若線框在進入磁場過程中速度增大,則在該過程中線框下落的加速度減。ㄌ睢霸龃蟆、“減小”或“不變”)

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2.N匝邊長為L的正方形線圈與勻強磁場B垂直,線圈總電阻為R,當線圈繞其對稱軸在磁場中轉(zhuǎn)過60°時,通過導線任一截面的電量為$\frac{NB{L}^{2}}{2R}$.

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19.某同學做了以下實驗來探究平拋運動的規(guī)律,從O點以初速度v0水平拋出一小球,在距拋出點L處豎直放置一光屏MN,如圖所示,離小球拋出點很近處有一很小的光源,使小球的影子投射在屏上,試分析:當小球做平拋運動時,小球在光屏MN上的影子將做何運動?

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20.下列有關(guān)擴散現(xiàn)象與布朗運動的敘述中,正確的是( 。
A.擴散現(xiàn)象與布朗運動都能說明分子在做永不停息的無規(guī)則運動
B.擴散現(xiàn)象與布朗運動沒有本質(zhì)的區(qū)別
C.擴散現(xiàn)象突出說明了物質(zhì)的遷移規(guī)律,布朗運動突出說明了分子運動的無規(guī)則性規(guī)律
D.擴散現(xiàn)象與布朗運動都與溫度有關(guān)

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