精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
5.如图所示,一足够大的正方形区域abcd内存在垂直纸面向里的匀强磁场,其顶点a在直线MN上.且ab与MN的夹角为45°一边长为L的正方形导线框ehgf从图示位置(g点刚好在磁场边界处),沿直线M以速度v匀速穿过磁场区域.下列关于穿过导线框磁通量φ(图示为正)、感应电流i(逆时针方向为正方向)、jg间的电势差Ufg,感应电流的功率P随时间t(以$\frac{L}{v}$为单位)变化的大致图象,符合变化规律的是(  )
A.B.C.D.

分析 设线框的边长为L,磁场的磁感应强度为B,分段由几何知识求出线框有效的切割长度,得到感应电动势E,由欧姆定律得到感应电流的表达式,结合闭合回路欧姆定律求解电压表达式,有功率表达式求出功率变化.

解答 解:设线框的边长为L,电阻为R,磁场的磁感应强度为B.设线框运动的时间为t=$\frac{L}{v}$.
在0-1s时间内,根据楞次定律判断可知,穿过线圈垂直向里的磁场在增加,∅=Bs=Bvtvt=Bv2t2,B、v均一定,可知∅与时间的平方成正比,则感应电流方向沿逆时针方向,为正方向;感应电动势大小为E=Bv•vttan45°=Bv2t,感应电流为I=$\frac{E}{R}$=$\frac{B{v}^{2}t}{R}$,B、v均一定,则I=∝t,再由欧姆定律,${U}_{fg}=\frac{E}{R}×\frac{1}{4}R=\frac{E}{4}=\frac{B{v}^{2}t}{4}$,则电压与时间t成正比,功率:P=I2R=$\frac{{B}^{2}{v}^{4}{t}^{2}}{R}$,功率与时间平方成正比,故D错误;
在1s-1.5s时间内,根据楞次定律判断可知,穿过线圈的垂直向里的磁场在增加,∅=Bs=Bvtvt=Bv2t2,B、v均一定,可知∅与时间的平方成正比,则感应电流方向沿逆时针方向,为正方向;感应电动势大小为E=Bv[L-(vt-L)tan45°-(vt-L)tan45°]=Bv(3L-2vt).当t=1.5时,I=0,故B错误,
再由欧姆定律,${U}_{fg}=\frac{E}{R}×\frac{1}{4}R$=$\frac{Bv(3L-2vt)}{4}$,则电压与时间t成正比减小,功率不再需要分析;
在1.5s-2s时间内与在1s-1.5s时间内,在2s-3s时间内与0-1s时间内情况相反,所以根据数学知识得知,AC正确.
故选:AC

点评 本题是电磁感应的图象问题,根据物理规律得到解析式,再选择图象是惯用的思路,在本题的处理上合理的利用排除法,能减少做题的难度.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

15.下列说法中正确的是(  )
A.光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是相同的
B.变化的电场一定产生变化的磁场,变化的磁场一定产生变化的电场
C.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变宽
D.声源与观察者相对靠近时,观察者所接收的频率大于声源振动的频率

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:填空题

16.如图所示,一闭合线圈匝数为n,面积为S,在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω绕垂直于磁场方向的轴OO′转动,当线圈平面经过与磁感线平行后再转过60°,此时穿过线圈磁通量的变化率大小为$\frac{BSω}{2}$.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

13.如图所示,在倾角α=30°的光滑斜面顶端,固定一原长L0=0.2m的轻质弹簧,弹簧另一端与放在光滑斜面上质量m=2kg的物体C相连后,弹簧的长度变为L1=0.25m.斜面体与物体C一起可以绕过斜面顶点的竖直轴AB转动,取重力加速度g=10m/s2,π2=10.(结果均保留2位有效数字)
(1)当转速n0=60r/min时,求弹簧的长度L2
(2)当物体C对斜面恰好无压力时,求物体转动的角速度ω.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

20.质量m=10kg的物体,在倾角θ=37°,长L=4.0m的斜面顶端由静止开始滑下,物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2
(1)求物体滑到斜面底端的过程中重力对物体所做的功.
(2)求物体滑到斜面底端的过程中各个力对物体所做的总功.
(3)求物体到达底端时重力的瞬时功率.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

10.将甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲、乙分子间作用力与距离间关系的函数图象如图所示.若质量为m=1×10-26kg的乙分子从r3(r3=12d,d为分子直径)处以u=100m/s的速度沿x轴负方向向甲飞来,仅在分子力作用下,则乙分子在运动中能达到的最大分子势能为多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

17.在竖直平面内建立如图所示的直角坐标系,x轴水平,y轴正向竖直向上,AOB是坐标平面内光滑的半圆形金属轨道,A、B连线水平,其最低点在坐标原点O.在x轴的上方存在着垂直纸面向外的磁场(图中未画出),磁感应强度的大小为B=yB0,(B0为一不为零的常量,y为纵坐标值).一质量分布均匀、有一定电阻金属直棒PQ,(长度与AO的连线等长),放在轨道上,初始位置如图所示.由于重力作用从静止开始运动的过程中(PQ始终与轨道接触良好).下列说法中正确的是(  )
A.金属棒中的感应电流可能是从Q到P
B.最终金属棒PQ可能在轨道上来回运动
C.最终金属棒PQ一定停在水平方向
D.金属棒PQ一定在轨道上往复运动多次,最终停下来

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

17.煤矿渗水会造成严重安全事故,2011年11月13日凌晨0时10分,甘肃省白银市景泰县通达煤矿发生透水事故,当时井下作业人员11名,其中4人泅水脱险,7人被困.利用传感电容器可检测矿井渗水,发出安全警报,从而避免事故的发生.如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图,A为固定的导体芯,B为导体芯外面的一层绝缘物质,C为导电液体,把仪器接到图示电路中,已知灵敏电流表的指针偏转方向与电流方向的关系为:电流从哪侧流入电流表则电流表指针向哪侧偏转,当发现指针向右偏转时,导电液体深度h的变化为(  )
A.h正在增大B.h正在减小C.h不变D.无法确定

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

18.如图所示是一个透明的玻璃圆柱体的横截面,其半径R-20cm,AB是过圆心的一条水平直径.有一激光源S,发射出一条很细的水平激光束,恰好沿玻璃圆柱体顶部过去.现将激光源S沿竖直方向缓慢向下移动h=2.68cm时,水平激光束第一次从B点射出.(光在真空中的传播速度为3×108m/s,$\sqrt{3}$=1.732)试求:
(Ⅰ)玻璃的折射率:
(Ⅱ)经B点反射的光束在玻璃圆柱体中的传播时间(从进入玻璃圆柱体开始计时).

查看答案和解析>>

同步练习册答案