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4.在边长为L、电阻为R的正方形导线框内,以对称轴ab为界,左、右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场.以垂直纸面向外的磁场为正,两部分磁场的感应强度B随时间t的变化规律分别如图乙所示.则在0-t0时间内,导线框中(  )
A.无感应电流
B.感应电流逐渐变大
C.感应电流为顺时针方向,大小为$\frac{{{L^2}{B_0}}}{{{t_0}R}}$
D.感应电流为逆时针方向,大小为$\frac{{2{L^2}{B_0}}}{{{t_0}R}}$

分析 根据楞次定律可知感应电流的方向;由法拉第电磁感应定律,结合电源的串联特征,并依闭合电路欧姆定律,则可求解.

解答 解:A、根据楞次定律可知,左边的导线框的感应电流是顺时针,而右边的导线框的感应电流也是顺时针,则整个导线框的感应电流方向顺时针,故A错误;
C、由法拉第电磁感应定律,因磁场的变化,导致导线框内产生感应电动势,结合题意可知,产生感应电动势正好是两者之和,即为E=2×$\frac{{L}^{2}{B}_{0}}{2{t}_{0}}$;
再由闭合电路欧姆定律,可得感应电流大小为I=$\frac{E}{R}$=$\frac{{{L^2}{B_0}}}{{{t_0}R}}$,故C正确,BD错误;
故选:C.

点评 考查楞次定律与法拉第电磁感应定律的应用,注意磁场正方向的规定,及掌握两个感应电动势是相加还是相差,是解题的关键.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

14.关于经典力学的局限性,下列说法正确的是(  )
A.经典力学不能很好地描述微观粒子运动的规律
B.地球以3×104m/s的速度绕太阳公转时,经典力学就不适用了
C.在所有天体的引力场中,牛顿的引力理论都是适用的
D.20世纪初,爱因斯坦建立的相对论完全否定了经典力学的观念和结论

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

15.1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如图所示,置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直.A处粒子源产生的粒子,质量为m、电荷量为+q,在加速电压为U的加速器中被加速,加速过程中不考虑相对论效应和重力作用,不计粒子的初速度.
(1)粒子第1次、第2次经过狭缝后,在磁场中运动的半径分别为r1、r2,求$\frac{{r}_{2}}{{r}_{1}}$;
(2)求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

12.重为2×104N的汽车,在水平路面上行驶,若保持40kW的输出功率不变,阻力为车重的0.02倍,求:
(1)行驶150m后,速度从10m/s增加到20m/s,此时汽车的加速度;
(2)汽车以恒定的功率启动后能达到的最大速度.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

19.如图所示,一小孩从滑梯上由静止开始加速滑下,在这一过程中(  )
A.小孩的惯性变大B.小孩处于失重状态
C.小孩处于超重状态D.小孩的机械能守恒

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

9.一同学用图示装置研究色散现象,半径为R的半圆形玻璃砖下端紧靠在足够大的EF上.O点为圆心,OO′为直径PQ的垂线.一束复色光沿半径方向与OO′成θ=30°角射向O点.已知复色光包含有折射率从n1=$\sqrt{2}$到n2=1.6的光束,光屏上出现了彩色光带.sin37°=0.6.
(1)求彩色光带的宽度L;
(2)改变复色光入射角,光屏上的彩色光带将变成一个光点,求此时的入射角.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

16.某实验小组利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统探究“外力做功与小车动能变化的关系”.实验时将小车拉到水平轨道的O位置由静止释放,在小车从O位置运动到 A位置过程中,经计算机处理得到了弹簧弹力与小车位移的关系图线如图(b)所示,还得到了小车在 A位置的速度大小vA;另外用电子秤测得小车(含位移传感器发射器)的总质量为m.回答下列问题:

(1)由图(b)可知,图(a)中A位置到力传感器的距离大于(“小于”、“等于”或“大于”)弹簧原长.
(2)小车从O位置运动到A位置过程中弹簧对小车所做的功W=$\frac{{F}_{0}+{F}_{A}}{2}$•xA,小车的动能改变量△Ek=$\frac{1}{2}$m${v}_{A}^{2}$.(用m、vA、FA、F0、xA中各相关物理量表示)
(3)若将弹簧从小车上卸下,给小车一初速度v0,让小车从轨道右端向左端滑动,利用位移传感器和计算机得到小车的速度随时间变化的图线如图(c)所示,则小车所受轨道摩擦力的大小f=m$\frac{{v}_{0}}{{t}_{m}}$.( 用m、v0、tm中各相关物理量表示)
(4)综合步骤(2)、(3),该实验所要探究的“外力做功与小车动能变化的关系”表达式是(F0+FA-2m$\frac{{v}_{0}}{{t}_{m}}$)xA=mvA2.(用m、vA、FA、F0、xA、v0、tm中各相关物理量表示)

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

13.如图所示,拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍,A和B是前轮和后轮边缘上的点,若车行进时车轮没有打滑,则(  )
A.两轮转动的周期相等
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C.A点和B点的线速度大小之比为1:2
D.A点和B点的向心加速度大小之比为2:1

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

14.如图所示,倾角θ=30°的足够长平行导轨MN、M′N′与水平放置的平行导轨NP、N′P′平滑连接,导轨间距均为L,MM′间接有阻值为R的电阻,轨道光滑且电阻不计.倾斜导轨MN、M′N′之间(区域Ⅰ)有方向垂直导轨平面向上的匀强磁场,水平部分的ee′ff′之间(区域Ⅱ)有竖直向上、磁感应强度为B2的匀强磁场,磁场宽度为d.质量为m、电阻为r、长度略大于L的导体棒ab从靠近轨道上端的某位置由静止开始下滑,棒始终与导轨垂直并接触良好,经过ee′和ff′位置时的速率分别为v和$\frac{v}{4}$.已知导体棒ab进入区域Ⅱ运动时,其速度的减小量与它在磁场中通过的距离成正比,即△v∝△x.

(1)求区域Ⅰ匀强磁场的磁感应强度B1
(2)求导体棒ab通过区域Ⅱ过程中电阻R产生的焦耳热;
(3)改变B1使导体棒ab不能穿过区域Ⅱ,设导体棒ab从经过ee′到停止通过电阻R的电量为q,求B1的取值范围,及q与B1的关系式.

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