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【题目】电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置,在不同的电源中,非静电力做功的本领也不相同,物理学中用电动势来表明电源的这种特性。如图所示,固定于水平面的U形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,金属框两平行导轨间距为L,金属棒ab在外力的作用下,沿框架以速度v向右做匀速直线运动,运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。已知电子的电荷量为e,金属棒ab的长度为L

1)请根据法拉第电磁感应定律,推导金属棒ab切割磁感应线产生的感应电动势E

2)在金属棒产生电动势的过程中,请说明是什么力充当非静电力,并求出这个非静电力所做的功W的大小;

3)设单位时间内有N个电子从a端运动到b端,求电源的电功率P的大小。

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

(1)如图1所示,在一小段时间t内,金属棒ab的位移为

这个过程中线框的面积的变化量为

穿过闭合电路的磁通量的变化量为

根据法拉第电磁感应定律为

(2)如图2所示,棒向右运动时,电子具有向右的分速度,受到沿棒向下的洛伦兹力为,电子在f的作用下,电子从b移动到a的过程中,非静电力做功为

(3)由题意可知,电流为

电源的功率为

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】关于分子动理论,下列说法正确的是(

A.分子直径的数量级约为10-15m

B.压缩气体时,要用力是由于气体分子间存在斥力的缘故

C.已知某种气体的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,则单位体积的分子数为

D.水结为冰时,部分水分子已经停止了热运动

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【题目】如图所示、几位同学在做“摇绳发电”实验:把一条长导线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上,形成闭合回路。两个同学迅速摇动AB这段“绳”。假设图中情景发生在赤道,地磁场方向与地面平行。图中摇“绳”同学是沿东西站立的,甲同学站在西边,手握导线上的A点,乙同学站在东边,手握导线上的B点。下列说法正确的是(

A.此位置的地磁场方向由北指向南

B.当“绳”向下运动时,“绳”中电流从A流向B

C.当“绳”摇到最高点时,“绳”中电流最大

D.当“绳”摇到最低点时,“绳”受到的安培力最大

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【题目】小明用如图所示的装置研究“电磁感应现象”,螺线管与电流计构成闭合电路,条形磁铁N极朝下。

1)要想使电流计指针发生偏转,小明进行了以下4种操作,其中可行的是____(选填选项前的字母)。

A.螺线管不动,磁铁匀速插入或拔出螺线管

B.螺线管不动,磁铁加速插入或拔出螺线管

C.磁铁与螺线管保持相对静止,一起匀速向上运动

D.磁铁与螺线管保持相对静止,一起在水平面内做圆周运动

2)在(1)的研究中,小明发现电流计指针偏转方向会有不同,也就是感应电流方向不同,根据(1)中的操作,那么感应电流方向与下列哪些因素有关_________________(选填选项前的字母)。

A.磁铁的磁性强弱

B.磁铁运动的方向

C.磁铁运动的速度大小

D.螺线管的匝数

3)小明又将实验装置改造,如图所示,螺线管A经过滑动变阻器与开关、电池相连构成直流电路;螺线管B与电流计构成闭合电路。螺线管B套在螺线管A的外面。为了探究影响感应电流方向的因素,闭合开关后,以不同的速度移动滑动变阻器的滑片,观察指针摆动情况;由此实验可以得出恰当的结论是______(选填选项前的字母)

A.螺线管A的磁性变强或变弱影响指针摆动方向

B.螺线管A的磁性变强或变弱影响指针摆动幅度大小

C.螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动方向

D.螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小

4)在(3)研究中,闭合开关后,螺线管A的电流稳定时,螺线管B中也存在磁场,但不出现感应电流,这说明什么?___________________________

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【题目】如图所示,把一块不带电的锌板接在验电器上,用紫外线灯照射锌板,验电器的金属箔片张开,则下列说法中正确的是(  )

A.紫外线的波长比可见光长

B.验电器的金属箔片带正电

C.从锌板逸出电子的动能都相等

D.若改用红外灯照射,验电器的金属箔片一定张开

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【题目】在如图中所示的电路中,当滑动变阻器的滑动触片向 b端移动时( )

A.伏特表 V和安培表A的读数都减小

B.伏特表V和安培表A的读数都增大

C.伏特表V的读数增大,安培表A的读数减小

D.伏特表V的读数减小,安培表A的读数增大

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【题目】竖直悬挂的弹簧振子由最低点B开始作简谐运动,O为平衡位置,C为最高点,规定竖直向上为正方向,振动图像如图所示。则以下说法中正确的是(  )

A.弹簧振子的振动周期为2.0s

B.t=0.5s时,振子的合力为零

C.t=1.5s时,振子的速度最大,且竖直向下

D.t=2.0s时,振子的加速度最大,且竖直向下

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【题目】如图所示,绝缘轨道CDGH位于竖直平面内,圆弧段DG的圆心角为θ=37°DG与水平段CD、倾斜段GH分别相切于D点和G点,CD段粗糙,DGH段光滑,在H处固定一垂直于轨道的绝缘挡板,整个轨道处于场强为E=1×104N/C、水平向右的匀强电场中。一质量m=4×10-3kg、带电量q=+3×10-6C的小滑块在C处由静止释放,经挡板碰撞后滑回到CD段的中点P处时速度恰好为零。已知CD段长度L=0.8m,圆弧DG的半径r=0.2m;不计滑块与挡板碰撞时的动能损失,滑块可视为质点。求:

1)滑块在GH段上的加速度;

2)滑块与CD段之间的动摩擦因数

3)滑块在CD段上运动的总路程。某同学认为:由于仅在CD段上有摩擦损耗,所以,滑块到达P点速度减为零后将不再运动,在CD段上运动的总路程为L+=1.2m。你认为该同学解法是否合理?请说明理由,如果错误,请给出正确解答。

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【题目】如图所示,竖直平面内有一长L0.3m的轻绳,上端系在钉子上,下端悬挂质量M0.8kg的小球A,细线拉直且小球恰好静止在光滑水平面上.一质量m0.2kg的小球B以速度v010m/s水平向左运动,与小球A发生对心碰撞,碰撞过程中无机械能损失,碰撞后小球A能在竖直面内做圆周运动。(g10m/s2)求:

(1)碰撞后瞬间小球A的速度多大;

(2)小球A从碰撞后运动到最高点时轻绳的弹力大小。

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