半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面上，一长为r，质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨的中心O，装置的俯视图如图所示；整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下；在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻（图中未画出）。直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均可忽略，重力加速度大小为g，
求：（1）通过电阻R的感应电流的方向和大小；
（2）外力的功率。
（1）
（2）
【解析】
试题分析：（1）在
时间内，导体棒扫过的面积为：
①
根据法拉第电磁感应定律，导体棒产生的感应电动势大小为：
②
根据右手定则，感应电流的方向是从B端流向A端，因此流过导体R的电流方向是从C端流向D端；由欧姆定律流过导体R的电流满足;
③
联立①②③可得： ④
（2）在竖直方向有：mg-2N=0 ⑤
式中，由于质量分布均匀，内外圆导轨对导体棒的正压力相等，其值为N，两导轨对运动的导体棒的滑动摩擦力均为：
⑥
在时间内，导体棒在内外圆导轨上扫过的弧长分别为：
⑦
和
⑧
克服摩擦力做的总功为：
⑨
在
时间内，消耗在电阻R上的功为：
⑩
根据能量转化和守恒定律，外力在时间内做的功为：
（11）
外力的功率为：
（12）
由④至（12）式可得：（13）
考点：法拉第电磁感应定律；电功率及能量守恒定律。
开心练习课课练与单元检测系列答案
开心试卷期末冲刺100分系列答案科目：高中物理 来源：2013-2014学年四川省资阳市高三4月高考模拟考试理综物理试卷（解析版） 题型：选择题
如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道Ⅰ上运行（忽略卫星到地面高度），然后通过变轨在椭圆轨道Ⅱ上运行，Q是轨道Ⅰ、Ⅱ相切点，当卫星运动到远地点P时，再变轨成为地球同步卫星在轨道Ⅲ上运行，下列说法正确的是
A．卫星在轨道Ⅰ上经过Q点时的加速度小于在轨道Ⅱ上经过Q点时的加速度
B．卫星在轨道Ⅱ上经Q点时的速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度
C．若地球质量为M，P到地面的高度是r，则卫星在轨道Ⅲ上的运行周期为
D．因同步卫星运行速度很大，所以在同步卫星中的时钟比地球上的时钟走得慢得多
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科目：高中物理 来源：2014年全国普通高等学校招生统一考试（福建卷解析版） 题型：计算题
如图，某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道，管道的长为L、宽度为d、高为h，上下两面是绝缘板，前后两侧面M、N是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S和定值电阻R相连。整个管道置于磁感应强度大小为B，方向沿z轴正方向的匀强磁场中。管道内始终充满电阻率为ρ的导电液体（有大量的正、负离子），且开关闭合前后，液体在管道进、出口两端压强差的作用下，均以恒定速率v0沿x轴正向流动，液体所受的摩擦阻力不变。
（1）求开关闭合前，M、N两板间的电势差大小U0；
（2）求开关闭合前后，管道两端压强差的变化Δp；
（3）调整矩形管道的宽和高，但保持其它量和矩形管道的横截面S=dh不变，求电阻R可获得的最大功率Pm及相应的宽高比d/h的值。
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科目：高中物理 来源：2014年全国普通高等学校招生统一考试（浙江卷解析版） 题型：选择题
如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行。小球A的质量为m、电量为q。小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d。静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷。小球A静止在斜面上，则（ ）
A.小球A与B之间库仑力的大小为
B.当
时，细线上的拉力为0
C.当
时，细线上的拉力为0
D.当
时，斜面对小球A的支持力为0
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科目：高中物理 来源：2014年全国普通高等学校招生统一考试（新课标Ⅱ解析版） 题型：选择题
在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是 （填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）。
A.密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值
B.贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子中存在原子核
C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（P0）和镭（Ra）两种新元素
D.卢瑟福通过а粒子散射实验，证实了在原子核内存在质子
E.汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷
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科目：高中物理 来源：2014年全国普通高等学校招生统一考试（新课标Ⅱ解析版） 题型：选择题
如图为某磁谱仪部分构件的示意图。图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹。宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子。当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是
A.电子与正电子的偏转方向一定不同
B.电子和正电子在磁场中的运动轨迹一定相同
C.仅依据粒子的运动轨迹无法判断此粒子是质子还是正电子
D.粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小
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科目：高中物理 来源：2014年全国普通高等学校招生统一考试（新课标Ⅰ解析版） 题型：计算题
（9分）如图，质量分别为
、
的两个小球A、B静止在地面上方，B球距地面的高度h=0.8m，A球在B球的正上方。 先将B球释放，经过一段时间后再将A球释放。 当A球下落t=0.3s时，刚好与B球在地面上方的P点处相碰，碰撞时间极短，碰后瞬间A球的速度恰为零。已知
，重力加速度大小为
，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失。
（i）B球第一次到达地面时的速度；
（ii）P点距离地面的高度。
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科目：高中物理 来源：2014年全国普通高等学校招生统一考试（新课标Ⅰ解析版） 题型：选择题
在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是（ ）
A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组合成一闭合回路，然后观察电流表的变化
B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化
C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化
D.绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化
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科目：高中物理 来源：2014年全国普通高等学校招生统一考试（安徽卷解析版） 题型：选择题
在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律。法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系。已知单摆摆长为l，引力常量为G，地球质量为M，摆球到地心的距离为r，则单摆振动周期T与距离r的关系式为（ ）
A. 
B. 
C. 
D. 
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