【題目】如圖甲所示，間距為l、電阻不計(jì)的光滑導(dǎo)軌固定在傾角為θ的斜面上。在區(qū)域I內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B；在區(qū)域Ⅱ內(nèi)有垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示。t=0時(shí)刻，在軌道上端的金屬細(xì)棒ab從如圖位置由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，同時(shí)下端的另一金屬細(xì)棒cd在位于區(qū)域工內(nèi)的導(dǎo)軌上也由靜止釋放。在ab棒運(yùn)動(dòng)到區(qū)域Ⅱ的下邊界EF之前，cd棒始終靜止不動(dòng)，兩棒均與導(dǎo)軌接觸良好。已知cd棒的質(zhì)量為m、電阻為R，a6棒的質(zhì)量、阻值均未知，區(qū)域Ⅱ沿斜面的長(zhǎng)度為2l，在t=tx時(shí)刻（tx未知）ab棒恰好進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ，重力加速度為g。求：

(1)試判斷通過(guò)cd棒的電流方向和區(qū)域工內(nèi)磁場(chǎng)的方向；

(2)當(dāng)金屬棒ab在區(qū)域Ⅱ內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬棒cd消耗的電功率P；

(3)ab棒開始下滑的位置離區(qū)域Ⅱ下邊界的距離；

(4)為了求得ab棒開始下滑至EF的過(guò)程中，回路中產(chǎn)生總的熱量Q，某同學(xué)先求出ab棒 的質(zhì)量、到達(dá)EF處的速度，并利用(3)問(wèn)中的距離，然后用總熱量Q等于機(jī)械能的減小量進(jìn)行求解。若這位同學(xué)的方法正確，請(qǐng)用他的方法求出總熱量Q；若他的方法不正確，請(qǐng)用你的方法求出總熱量Q。

【答案】（1）從d到c 區(qū)域I內(nèi)磁場(chǎng)垂直于斜面向上 （2） （3） （4）不正確

【解析】本題考查電磁感應(yīng)中的單棒問(wèn)題，涉及楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、平衡、閉合電路歐姆定律等知識(shí)的應(yīng)用。

（1）Ⅱ內(nèi)磁場(chǎng)均勻變化因此在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知，流過(guò)cd的電流方向是由d到c。

因cd棒靜止，由平衡條件可得cd棒所受安培力沿導(dǎo)軌向上，據(jù)左手定則可知，區(qū)域I內(nèi)磁場(chǎng)垂直于斜面向上。

（2）因cd棒靜止，由平衡條件可得

金屬棒ab在區(qū)域Ⅱ內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬棒cd消耗的電功率

解得，

（3）ab棒開始下滑到達(dá)區(qū)域Ⅱ前做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度

因在ab棒運(yùn)動(dòng)到區(qū)域Ⅱ的下邊界EF之前，cd棒始終靜止不動(dòng)，則ab棒達(dá)區(qū)域Ⅱ前后回路中的電動(dòng)勢(shì)不變，且ab棒在區(qū)域Ⅱ中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可得，即

解得：、

ab棒開始下滑的位置離區(qū)域Ⅱ下邊界的距離

（4）這位同學(xué)的解法不正確。

正確的解法是：ab棒在區(qū)域Ⅱ中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

ab棒開始下滑至EF的總時(shí)間

電路中的電動(dòng)勢(shì)

ab棒開始下滑至EF回路中產(chǎn)生總的熱量

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】關(guān)于下圖中的四個(gè)情景，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 圖甲中，有些火星的軌跡不是直線，說(shuō)明熾熱微粒不是沿砂輪的切線方向飛出的

B. 圖乙中，兩個(gè)影子在x、y軸上的運(yùn)動(dòng)就是物體的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)

C. 圖丙中，無(wú)論小錘用多大的力去打擊彈性金屬片，A球都先落地

D. 圖丁中，做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力F沿半徑方向的分力大于所需要的向心力

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】用銷釘固定的導(dǎo)熱活塞將豎直放置的導(dǎo)熱氣缸分隔成A、B兩部分，每部分都封閉有氣體，此時(shí)A、B兩部分氣體壓強(qiáng)之比為5︰3，上下兩部分氣體體積相等。(外界溫度保持不變，不計(jì)活塞和氣缸間的摩擦，整個(gè)過(guò)程不漏氣)。

(i)如圖甲，若活塞為輕質(zhì)活塞，拔去銷釘后，待其重新穩(wěn)定時(shí)B部分氣體的體積與原來(lái)體積之比；

(ii)如圖乙，若活塞的質(zhì)量為M，橫截面積為S，拔去銷釘并把氣缸倒置，穩(wěn)定后A、B兩部分氣體體積之比為1︰2，重力加速度為g，求后來(lái)B氣體的壓強(qiáng)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，厚度和質(zhì)量不計(jì)、橫截面積為S＝10 cm2的絕熱汽缸倒扣在水平桌面上，汽缸內(nèi)有一絕熱的“T”形活塞固定在桌面上，活塞與汽缸封閉一定質(zhì)量的理想氣體，開始時(shí)，氣體的溫度為T0＝300 K，壓強(qiáng)為p＝0.5×105 Pa，活塞與汽缸底的距離為h＝10 cm，活塞可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)且不漏氣，大氣壓強(qiáng)為p0＝1.0×105 Pa.求：

(1)此時(shí)桌面對(duì)汽缸的作用力大小FN；

(2)現(xiàn)通過(guò)電熱絲給氣體緩慢加熱到T，此過(guò)程中氣體吸收熱量為Q＝7J，內(nèi)能增加了ΔU＝5J，整個(gè)過(guò)程活塞都在汽缸內(nèi)，求T的值.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示為一皮帶傳動(dòng)裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點(diǎn)，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r，b點(diǎn)在小輪上，到小輪中心的距離為r，c點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動(dòng)過(guò)程中，皮帶不打滑，則（ ）

A. a點(diǎn)與b點(diǎn)的線速度大小相等

B. a點(diǎn)與b點(diǎn)的角速度大小相等

C. a點(diǎn)與c點(diǎn)的線速度大小相等

D. a點(diǎn)與d點(diǎn)的向心加速度大小相等

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】用如圖所示的裝置測(cè)量彈簧的彈性勢(shì)能。將彈簧放置在水平氣墊導(dǎo)軌上，左端固定，右端在O點(diǎn)；在O點(diǎn)右側(cè)的B、C位置各安裝一個(gè)光電門，計(jì)時(shí)器（圖中未畫出）與兩個(gè)光電門相連。先用米尺測(cè)得B、C兩點(diǎn)間距離s，再用帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置A，靜止釋放，計(jì)時(shí)器顯示遮光片從B到C所用的時(shí)間t，用米尺測(cè)量A、O之間的距離x。

（1）計(jì)算滑塊離開彈簧時(shí)速度大小的表達(dá)式是_______。

（2）為求出彈簧的彈性勢(shì)能，還需要測(cè)量_______。

A．彈簧原長(zhǎng)

B．當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>

C．滑塊（含遮光片）的質(zhì)量

（3）增大A、O之間的距離x，計(jì)時(shí)器顯示時(shí)間t將_____。

A．增大 B．減小 C．不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】1831年10月28日，法拉第在一次會(huì)議上展示了他發(fā)明的圓盤發(fā)電機(jī)。它是利用電磁感應(yīng)的原理制成的，是人類歷史上的第一臺(tái)發(fā)電機(jī)。如圖是圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖：銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和銅盤的邊緣接觸。設(shè)圓盤半徑為r，人轉(zhuǎn)動(dòng)把手使銅盤以角速度山轉(zhuǎn)動(dòng)(圖示方向：從左向右看為順時(shí)針?lè)较?/span>)，電阻R中就有電流通過(guò)。(不考慮銅盤的電阻)

A. 圓盤邊緣D點(diǎn)的電勢(shì)低于C點(diǎn)電勢(shì)

B. 電阻R中電流方向向下

C. 圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周過(guò)程中，通過(guò)R的電荷量為

D. 人在轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤的過(guò)程中所消耗的功率為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】利用光電效應(yīng)可以把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，動(dòng)作迅速靈敏，因此利用光電效應(yīng)制作的光電器件在工農(nóng)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)和文化生活領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，其中光電管就是應(yīng)用最普遍的一種光電器件。把光電管接入如圖所示的電路中，閉合電鍵S，用波長(zhǎng)為的單色光照射光電管時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是

A. 照射的單色光越強(qiáng)，飽和光電流將越大

B. 若用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的單色光照射光電管，則光電管中金屬的逸出功越大

C. 若把滑片c向左滑動(dòng)，電流表G的示數(shù)一定增大

D. 若把電源正負(fù)極反接，電流表G的示數(shù)可能為零

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】平行金屬導(dǎo)軌在水平面內(nèi)固定，導(dǎo)軌間距L＝0.5 m，導(dǎo)軌右端接有電阻RL＝9Ω的小燈泡，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，如圖甲所示。在導(dǎo)軌的MNQP矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN、PQ間距d＝4m，此區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，垂直導(dǎo)軌跨接一電阻r＝1Ω的金屬棒GH，金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5。在t＝0時(shí)刻，給金屬棒施加一向右的恒力F（F未知），使金屬棒從靜止開始運(yùn)動(dòng)，t＝2s時(shí)恰好到達(dá)MN處。在0～4 s內(nèi)小燈泡發(fā)光亮度始終沒(méi)變化 (g取10 m/s2) ，求：

（1）此段時(shí)間內(nèi)流過(guò)燈泡的電流；

（2）導(dǎo)體棒的質(zhì)量；

（3）0～4 s內(nèi)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量。

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