如图甲所示，平行光滑导轨AB、CD倾斜放置，与水平面间的夹角为
，间距为L，导轨下端B、C间用电阻R=2r相连。一根质量为m、电阻为r的导体棒MN垂直放在导轨上，与导轨接触良好，方向始终平行于水平地面。在导轨间的矩形区域EFGH内存在长度也为L、垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。t=0时刻由静止释放导体棒MN，恰好在t1时刻进入磁场EFGH并做匀速直线运动。求：
（1）导体棒MN进入磁场前，电阻R两端的电压U；
（2）导体棒MN在磁场中匀速运动时的速度v和匀速运动过程中电阻R上产生的焦耳热Q。
（1）
（2）
解析试题分析：（1）MN进入磁场前受重力、导轨支持力做匀加速直线运动。进入磁场前磁场随时间均匀增加，因此MNBC回路中产生感应电流，由法拉第电磁感应定律可求得感应电动势。
（2）MN进入磁场后磁场恒定，但MN切割磁感线在回路中产生感应电流，因此MN此时受安培力作用而平衡，即
，产生的热量可由焦耳定律求出。
解答过程：（1）导体棒MN进入磁场前，回路MNBC中产生感生电动势, 由法拉第电磁但应定律得：
2分
根据闭合电路欧姆定律得：
2分
电阻R两端的电压为：
2分
（2）导体棒MN进入磁场后，以速度v作匀速直线运动，磁场为B1恒定不变，感应电动势为： 
2分
根据闭合电路欧姆定律，导体棒中的电流为： 2分
由导体棒MN受力平衡得： 2分
解得： 
2分
导体棒在磁场中运动的时间为： 
2分
电阻R上产生的焦耳热为：
2分
考点：本题考查了法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力计算公式及在安培力作用下的平衡问题、焦耳定律等
科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（15分）如图所示，质量为m=0.1kg粗细均匀的导线，绕制成闭合矩形线框，其中长
，宽
，竖直放置在水平面上。中间有一磁感应强度B=1.0T，磁场宽度
的匀强磁场。线框在水平向右的恒力F=2N的作用下，从图示位置由静止开始沿水平方向运动，线框AB边从左侧进入磁场，从磁场右侧以
=1m/s的速度匀速运动离开磁场，整个过程中线框始终受到大小恒定的阻力Ff=1N，且线框不发生转动。求线框的AB边：
（1）离开磁场时感应电流的大小；
（2）刚进入磁场时感应电动势的大小；
（3）穿越磁场的过程中安培力所做的总功。
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：计算题
(14分)如图所示，两条互相平行且足够长的光滑金属导轨位于水平面内，导轨间距l="0.2" m，在导轨的一端接有阻值R="3" Ω的电阻，在x≥0处有一垂直水平面向下的匀强磁场，磁感强度B="0.5" T。一质量m ="0." 1kg，电阻r="2" Ω的金属棒垂直搁在导轨上，并以v0="20" m/s的初速度进入磁场，在水平拉力F的作用下作匀减速直线运动，加速度大小a="2" m/s2。棒与导轨接触良好，其余电阻均不计。求：
(1)第一次电流为零时金属棒所处的位置；
(2)电流第一次减少为最大值的一半时拉力F的大小及其功率；
(3)金属棒开始进入磁场到速度减小为零的过程中，电阻R上产生的热量为1.6 J，求该过程中拉力F所做的功。
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（8分）如图所示，两根平行光滑金属导轨MP、NQ与水平面成θ=37°角固定放置，导轨电阻不计，两导轨间距L="0.5" m，在两导轨形成的斜面上放一个与导轨垂直的均匀金属棒ab，金属棒ab处于静止状态，它的质量为
。金属棒ab两端连在导轨间部分对应的电阻为R2＝2Ω，电源电动势E＝2V，电源内阻r＝1Ω，电阻R1＝2Ω，其他电阻不计。装置所在区域存在一垂直于斜面MPQN的匀强磁场。（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，
）求：
（1）所加磁场磁感应强度方向；
（2）磁感应强度B的大小。
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：计算题
如图甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，其中B0、B1和t1均为已知。在0~t1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动，求：
（1）0~t1时间内通过电阻R的电流大小；
（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；
（3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量。
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：计算题
如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，一个半径r =0.10m、匝数n=20的线圈套在永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）．在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B=0.20T，线圈的电阻为R1=0.50Ω，它的引出线接有R2=9.5Ω的小电珠L，外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图丙所示时（x取向右为正，忽略左右往复运动的转换时间）。求：
（1）线圈运动时产生的感应电动势E的大小；
（2）线圈运动时产生的感应电流I的大小，并在图丁中画出感应电流随时间变化的图象，至少画出0~0.4s的图象（在图甲中取电流由C向上通过电珠L到D为正）；
（3）每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小；
（4）该发电机的输出功率P．
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：单选题
如图，一理想变压器原、副线圈的匝数之比n1:n2=10:1。原线圈通过一理想电流表A接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端；假设该二极管的正向电阻为零相当于导线，反向电阻为无穷大相当于断路；a、b间输入交流电瞬时值的表达式为
。则：
A．用电压表测得R两端电压为  V |
| B．增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小 |
| C．负载电阻的阻值越大，cd间的电压Ucd越小 |
| D．将二极管用导线短路，电流表的读数加倍 |
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：单选题
如图甲所示，T为理想变压器，A1、A2为理想交流电流表，V1、V2为理想交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻（光照增强，电阻减小），原线圈两端接如图乙所示正弦交流电源，当光照增强时，则有（ ）
A．图乙所示电压的瞬时值表达式为 |
| B．若变压器原、副线圈的匝数比为4：1，则原、副线圈中的电流之比为1：4 |
| C．电压表V1示数变小，电压表V2示数变大 |
| D．电流表A1示数变大，电流表A2示数变大 |
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：单选题
图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1=n4＜n2=n3，四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻RL＞2R，忽略灯丝电阻随温度的变化。当A、B端接入低压交流电源时（ ）
A.A1、A2两表的示数相同
B.L1、L2两灯泡的量度相同
C.R1消耗的功率大于R3消耗的功率
D.R2两端的电压小于R4两端的电压
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com