【題目】如圖所示，固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌，垂直于導(dǎo)軌放置的兩根金屬棒MN和PQ長(zhǎng)度也為l、電阻均為R，兩棒與導(dǎo)軌始終接觸良好。MN兩端通過(guò)開(kāi)關(guān)S與電阻為R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(chǎng)。圖中虛線右側(cè)有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。PQ的質(zhì)量為m，金屬導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，電阻忽略不計(jì)。

（1）閉合S，若使PQ保持靜止，需在其上加大小為F的水平恒力，請(qǐng)指出力F的方向并求出單匝金屬線圈里磁通量的變化率；

（2）斷開(kāi)S，PQ在上述恒力F的作用下，由靜止開(kāi)始到速度大小為v的加速過(guò)程中流過(guò)PQ的電荷量為q，求該過(guò)程中金屬棒PQ上產(chǎn)生的熱量。

【答案】（1）（2）

【解析】

（1）設(shè)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得

設(shè)PQ與MN并聯(lián)的電阻為R并，有：

R并

閉合S后，設(shè)線圈中的電流為I，方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较�，根�?jù)閉合電路的歐姆定律可得：

設(shè)PQ中的電流為IPQ，Q到P，則

設(shè)PQ受到的安培力為F安，方向向左，有：

F安=BIPQl

保持PQ靜止，根據(jù)平衡條件可得

F=F安

方向向右，聯(lián)立解得

（2）設(shè)PQ由靜止開(kāi)始到速度大小為v的過(guò)程中，PQ運(yùn)動(dòng)的位移為x，所用的時(shí)間為△t，回路中磁通量的變化為△Φ，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

其中

△Φ=Blx

PQ中的平均電流為

根據(jù)電流強(qiáng)度的定義式可得：

根據(jù)動(dòng)能定理可得

根據(jù)功能關(guān)系知

Q=-W

聯(lián)立解得：

金屬棒PQ上產(chǎn)生的熱量

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】甲、乙兩輛汽車(chē)在平直的公路上沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng)，時(shí)刻同時(shí)經(jīng)過(guò)公路旁的同一個(gè)路標(biāo)。甲車(chē)以的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)；乙車(chē)以的初速度作勻減速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)20s停止。關(guān)于兩車(chē)之間的位置關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是　　

A. 在內(nèi)兩車(chē)逐漸靠近B. 在內(nèi)兩車(chē)的位移不相等

C. 在時(shí)兩車(chē)相距最遠(yuǎn)D. 在時(shí)兩車(chē)在公路上相遇

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一水平光滑、距地面高為h、邊長(zhǎng)為a的正方形MNPQ桌面上，用長(zhǎng)為L的不可伸長(zhǎng)的輕繩連接質(zhì)量分別為的A、B兩小球，兩小球在繩子拉力的作用下，繞繩子上的某點(diǎn)O以不同的線速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓心O與桌面中心重合，已知，，，a＝2.1m，h＝1.25m，A球的速度大小，重力加速度g取，求：

（1）繩子上的拉力F以及B球的質(zhì)量mB；

（2）若當(dāng)繩子與MN平行時(shí)突然斷開(kāi)，求兩小球分別落至地面時(shí)，落點(diǎn)間的距離。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在原高中物理教科書(shū)中，有一張用頻閃相機(jī)拍攝小球做自由落體運(yùn)動(dòng)的圖片。已知頻閃相機(jī)每間隔0.1s拍攝一次。如圖所示是圖片的一部分。從圖片中可以得到AB的距離為33.15cm，BC間的距離為42.94cm。則小球從A下落到B（或從B下落到C）的時(shí)間為_____________s.。在拍攝小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，小球的速度為_____________m/s.。不計(jì)空氣阻力，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g=_____________m/s2 。(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)先后用多用電表和伏安法測(cè)量一個(gè)未知電阻Rx的阻值。

(1)該同學(xué)選用倍率為“×100”的電阻擋時(shí)，指針位置如圖甲所示；他應(yīng)選用倍率為___（填“×1”或“×10”）的電阻擋再次測(cè)量，當(dāng)其選擇合適的倍率后，指針位置如圖乙所示，則所測(cè)電阻的阻值為____Ω；

(2)為更精確測(cè)量其阻值，該同學(xué)采用了伏安法。實(shí)驗(yàn)室備有下列實(shí)驗(yàn)器材：

a.電壓表V1（量程3V，內(nèi)阻約為15kΩ）；

b.電壓表V2（量程15V，內(nèi)阻約為75kΩ）；

c.電流表A1（量程250mA，內(nèi)阻約為0.2Ω）；

d.電流表A2（量程50mA，內(nèi)阻約為1Ω）；

e.滑動(dòng)變阻器R（最大阻值150Ω）；

f.電池組E（電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻不計(jì)）；

g.開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干。

為減小實(shí)驗(yàn)誤差，電壓表應(yīng)選用___，電流表應(yīng)選用___（填器材前面的序號(hào)），實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選___（填“圖丙”或“圖丁”）。若該同學(xué)選擇器材、連接電路等操作均正確，則電阻的測(cè)量值___（填“大于”“小于”或“等于”）其真實(shí)值，原因是___________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，甲同學(xué)用手拿著一把長(zhǎng)50cm的直尺，并使其處于豎直狀態(tài)；乙同學(xué)把手放在直尺0刻度線位置做抓尺的準(zhǔn)備。某時(shí)刻甲同學(xué)松開(kāi)直尺，直尺保持豎直狀態(tài)下落，乙同學(xué)看到后立即用手抓直尺，手抓住直尺位置的刻度值為20cm；重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，乙同學(xué)第二次手抓住直尺位置的刻度值為10cm。直尺下落過(guò)程中始終保持豎直狀態(tài)。若從乙同學(xué)看到甲同學(xué)松開(kāi)直尺，到他抓住直尺所用時(shí)間叫“反應(yīng)時(shí)間”，取重力加速度g=10m/s2。則下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A. 乙同學(xué)第一次的“反應(yīng)時(shí)間”比第二次長(zhǎng)

B. 乙同學(xué)第一次抓住直尺之前的瞬間，直尺的速度約為4m/s

C. 若某同學(xué)的“反應(yīng)時(shí)間”大于0.4s，則用該直尺將無(wú)法用上述方法測(cè)量他的“反應(yīng)時(shí)間”

D. 若將尺子上原來(lái)的長(zhǎng)度值改為對(duì)應(yīng)的“反應(yīng)時(shí)間”值，則可用上述方法直接測(cè)出“反應(yīng)時(shí)間”

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如下圖所示的真空空間中，僅在正方體中的黑點(diǎn)處存在著電荷量大小相等的點(diǎn)電荷，則圖中a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)均相同的是

A.B.C.D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2019年1月11日1時(shí)11分，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，成功將“中星2D”衛(wèi)星發(fā)射升空，升空后的衛(wèi)星能量補(bǔ)給主要靠太陽(yáng)能電池.硅光電池是一種太陽(yáng)能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點(diǎn).如圖所示，圖線a是該電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖象，圖線b是某純電阻電器的U- I圖象.則在該光照強(qiáng)度下，把該電池和該電器組成一個(gè)電路時(shí)，電池的（ ）

A.內(nèi)阻為5.5

B.輸出功率為12.5 W

C.內(nèi)耗功率為0.22 W

D.效率為50%

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，為折射率的扇形玻璃磚截面，一束單色光照射到面上的點(diǎn)，在點(diǎn)折射后的光線平行于。已知點(diǎn)是的中點(diǎn)，點(diǎn)是延長(zhǎng)線上一點(diǎn)，°。

①求入射光在點(diǎn)的入射角；

②通過(guò)計(jì)算判斷光射到弧能否從弧射出。

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