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    3．某科技小组的同学设计了一个传送带测速仪，测速远离如图所示，在传送带（绝缘橡胶）一端的下方固定有间距为L、长度为d的平行金属电极，电极间充满磁感应强度为B、方向垂直传送带平面（纸面）向里、有理想边界的匀强磁场，且电极之间接有理想电压表和电阻R，传送带背面固定有若干根间距为d的平行金属条，其电阻均为r，传送带运行过程中始终仅有一根金属条处于磁场中且与电极接触良好，当传送带以一定的速度匀速运动时，电压表的示数为U．
    （1）求传送带匀速运动时速度的大小；
    （2）求回路的热功率；
    （3）若传送带移动的距离为s，则流过电阻R的电荷量q为多少？

    分析 （1）根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，电压表读数是路端电压，由欧姆定律得出路端电压，即可求解出传送带匀速运动时速度的大小；
    （2）由欧姆定律求出回路总电流，根据功率公式求出回路总功率；
    （3）求出平均感应电动势，感应电流，得出感应电量公式，求出磁通量的变化量，即可求解；

    解答 解：（1）设感应电动势为E，传送带运动速率为v，有：E=BLv
    由闭合电路的欧姆定律有：$U=\frac{E}{R+r}R$
    联立解得：$v=\frac{U（R+r）}{BLR}$
    （2）感应电流为：$I=\frac{U}{R}$
    回路的热功率为：$P={I}_{\;}^{2}（R+r）$
    解得：$P=\frac{{U}_{\;}^{2}（R+r）}{{R}_{\;}^{2}}$
    （3）平均感应电动势为：$\overline{E}=\frac{△Φ}{△t}$
    平均电流为：$\overline{I}=\frac{\overline{E}}{R+r}$
    流过电阻R的电荷量为：$q=\overline{I}•△t$
    得：$q=\frac{△Φ}{R+r}$，其中△Φ=BLs
    解得：$q=\frac{BLs}{R+r}$
    答：（1）传送带匀速运动时速度的大小为$\frac{U（R+r）}{BLR}$；
    （2）回路的热功率$\frac{{U}_{\;}^{2}（R+r）}{{R}_{\;}^{2}}$；
    （3）若传送带移动的距离为s，则流过电阻R的电荷量q为$\frac{BLs}{R+r}$

    点评 本题考查的是电磁感应中的电路问题、功率问题、电荷量问题，注意电压表的示数是路端电压不是电动势，第二问求的是总功率，第三问分母是总电阻，电磁感应中涉及电路问题时首先画出等效电路．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    15．如图所示，质量为M=2.0kg的小车静止在光滑的水平面上，小车AB部分是半径R=0.3m的四分之一圆弧光滑轨道，BC部分是长L=0.25m的水平粗糙轨道，动摩擦因数μ=0.6，两段轨道相切于B点，C点离地面高为h=0.1m，质量为m=1.0kg的小滑块（视为质点）在小车上A点从静止沿轨道下滑，重力加速度取g=10m/s2，求：
    （1）小球运动到B点时小车的速度大小；
    （2）小滑块落地时与小车之间的水平距离x．

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    14．如图所示，三颗质量均为m的人造地球卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M，半径为R．下列说法正确的是（　　）
    A．三颗人造卫星都处于平衡状态
    B．地球对一颗卫星的引力大小为$\frac{GMm}{{{{（r-R）}^2}}}$
    C．每两颗卫星之间的引力大小为$\frac{{G{m^2}}}{{3{r^2}}}$
    D．三颗卫星对地球引力的合力大小为0

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    11．水平面上一个质量为m的物体，在水平恒力F作用下自静止开始移动了距离l；然后撤去外力，物体又运动了距离2l后停下．求水平面对物体的摩擦力．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    18．如图所示，一个圆筒竖直放置于静止状态，若在筒的上口由静止释放一个小球，经过t时间，小球刚好穿过圆筒；若在上口处沿筒的轴线向上以一定的初速度抛出一个小球，经过t时间释放圆筒，结果小球运动2t时间刚好穿过圆筒，不计空气阻力，重力加速度大小为g，则小球抛出的初速度大小为为（　　）
    A．$\frac{1}{2}$gtB．gtC．$\frac{3}{2}$gtD．2gt

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    8．如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1、R2、R3为定值电阻，R为光敏电阻，C为电容器，闭合开关S，电路稳定后，若减小对R的光照强度，则（　　）
    A．电压表示数增大B．电源的效率增大
    C．电容器所带电荷量增加D．R2消耗的功率增大

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

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    B．电压表V2（0～15V，内阻15kΩ）
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    D．定值电阻R1=3kΩ
    E．定值电阻R2=15kΩ　　　　　　　　　　　　　
    F．滑动变阻器R（0～10Ω，2A）
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    H．开关、导线若干
    （1）实验中所用电压表应选A，定值电阻应选D（均用序号字母填写）；
    （2）为尽量减小实验误差，并要求功率从零开始到额定功率多取几组数据，画出满足实验的电路图．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

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