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8.如图所示,水平光滑金属导轨上有长为L的金属棒ab,其电阻为r,电阻R1=R2=R,电容器的电容为C,匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度为B,导轨电阻不计,金属棒ab向右以VO匀速度运动时,电容器的带电量是$\frac{CBL{v}_{0}R}{R+r}$.

分析 根据切割产生的感应电动势公式求出电动势的大小,根据闭合电路欧姆定律求出感应电流的大小,从而得出R2两端的电压,根据Q=CU求出电容器的带电量.

解答 解:切割产生的感应电动势为:E=BLv0
回路中产生的感应电流为:I=$\frac{E}{R+r}=\frac{BL{v}_{0}}{R+r}$,
则R2两端的电压为:U=IR2=$\frac{BL{v}_{0}R}{R+r}$,
电容器的带电量为:Q=CU=$\frac{CBL{v}_{0}R}{R+r}$.
故答案为:$\frac{CBL{v}_{0}R}{R+r}$.

点评 本题考查了电磁感应与电路的综合,知道电容器两端的电压等于R2两端的电压,通过切割产生的感应电动势公式、闭合电路欧姆定律求出电容器两端的电压是解决本题的关键.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

7.一个从地面竖直上抛的小球,到达最高点前1s上升的高度是它上升的最大高度的$\frac{1}{4}$,不计空气阻力,g=10m/s2.则(  )
A.小球上升的最大高度是5mB.小球上抛的初速度是15m/s
C.2.5s时物体正在上升D.1s末、3s末物体处于同一位置

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8.气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块“悬浮”在导轨上,滑块对导轨的压力近似为零,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.某实验小组验证动量守恒定律的实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:(滑块A、B的质量mA、mB已经给出且不相等)
①给导轨送气,气流稳定后,按下电钮放开卡销.同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作.当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时自动停止计时,从记时器上记下 A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2
②在A和B间放入一个被压缩的轻弹黄,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上.
③调整气垫导轨,使导轨处于水平.
④用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1;B的右端至D板的距离L2
(1)实验步骤的顺序是③②④①
(2)利用已经给的量和上述测量的实验数据,写出验证动能守恒定律的表达式mA$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$-mB$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$=0;
(3)利用上述实验数据还可以求出被压缩弹簧的弹性势能的大小,请写出弹性势能表达式为EP=$\frac{1}{2}$mA($\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$)2+$\frac{1}{2}$mA($\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$)2
(4)该实验装置中由于弹簧的质量不能忽略,会对实验准确度造成影响.下列哪种方式可以减小这种影响?B
A.将弹簧与A、B滑块都粘连在一起
B.将弹簧与AB中质量较大的粘连在一起
C.将弹簧与AB中质量较小的粘连在一起
D.将弹簧与A、B滑块都不粘连在一起.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

16.如图所示,平行导轨间距离为L,导轨间接有电阻R,其余电阻不计,匀强磁场与轨道平面垂直,磁场的磁感应强度为B.金属杆ab长为2L,金属杆与导轨密切接触.在杆以a端为轴紧靠导轨由图示竖直位置转过90°的过程中,通过电阻R的感应电荷量为(  )
A.0B.$\frac{{\sqrt{3}BL}^{2}}{2R}$C.$\frac{{πBL}^{2}}{R}$D.$\frac{{2BL}^{2}}{R}$

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3.如图所示,在足够高的水平桌面上放置两条相距L的平行且无限长的粗糙金属导轨ab和cd,阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连,其余电路电阻不计,金属滑杆MN垂直于导轨并可在导轨上滑动.整个装置放于匀强磁场中,磁场方向竖直向上,磁感应强度的大小为B.滑杆的中点系一不可伸长足够长的轻绳,绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后,与一质量为m的物块相连,绳处于拉直状态,现若从静止开始释放物块,用I表示稳定后回路中的感应电流,g表示重力加速度,设滑杆在运动中所受阻力恒为f,则在物体下落过程中(  )
A.物体的最终速度$\frac{(mg-f)R}{BL}$
B.物体的最终速度$\frac{{I}^{2}R}{mg-f}$
C.稳定后物体重力的功率I2R
D.物体重力的最大功率为$\frac{mg(mg-f)R}{{B}^{2}{L}^{2}}$

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13.如图所示,在同一水平面内有两根足够长的光滑水平金属导轨,间距为20$\sqrt{2}$ cm,电阻不计,其左端连接一阻值为10Ω的定值电阻,两导轨之间存在着磁感应强度为1T的匀强磁场,磁场边界虚线由多个正弦曲线的半周期衔接而成,磁场方向如图,一接入电阻阻值为10Ω的导体棒AB在外力作用下以10m/s的速度匀速向右运动,交流电压表和交流电流表均为理想电表,则(  )
A.电流表的示数是$\frac{\sqrt{2}}{10}$ A
B.电压表的示数是1V
C.导体棒运动到图示虚线CD位置时,电流表示数为零
D.导体棒上消耗的热功率为0.1W

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20.如图所示,先后以速度v1和v2(v1=2v2),匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界匀强磁场的过程中,在先后两种情况下,
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(3)易混点辨析:分析(1)的问题,归纳电量的决定因素磁通量的变化量与线圈电阻.

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17.如图所示,平行金属导轨与水平面成θ角,导轨与固定电阻R1和R2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面,有一导体棒ab,质量为m,导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值相等,与导轨之间的动摩擦因数μ,导体棒ab沿导轨向上滑动,当上滑的速度为v时,受到安培力的大小为F,此时(  )
A.电阻R2的电热功率为$\frac{Fv}{6}$
B.电阻R1的电热功率为$\frac{Fv}{3}$
C.整个装置消耗的机械功率为Fv
D.整个装置因摩擦而产生的热功率为μmgvcosθ

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18.真空中两个静止的点电荷,电荷量分别为+3Q和-Q,若仅将它们之间的距离增大位原来的2倍,则库仑力(  )
A.减小为原来的$\frac{1}{12}$B.减小为原来的$\frac{1}{4}$
C.增大为原来的12倍D.增大为原来的4倍

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