【题目】如图所示，边长为L的正方形线圈abcd匝数为n，线圈电阻为r，线圈平面与磁场方向垂直，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为B，现在线圈以OO′为轴，以角速度ω匀速转动，以图示位置开始计时，求：
（1）闭合电路中电流瞬时值的表达式；
（2）线圈从图示位置转过90°的过程中电阻R上产生的热量；
（3）线圈从图示位置转过90°的过程中电阻R上通过的电荷量；
（4）电阻R上的最大电压。
【答案】(1) nBL2 /2(r+R) sinωt (2) n2πB2L4ωr/16(r+R) 2 (3) nBL2/2(R+r) (4) nBL2ωR/2(r+R)
【解析】试题分析：当线圈与磁场平行时感应电动势最大，由公式Em=NBSω求解感应电动势的最大值．图中是中性面，线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流，根据e=Emsinωt可列出感应电动势的瞬时表达式，根据感应电荷量求通过电阻R的电荷量；根据焦耳定律求热量Q；由部分电阻欧姆定律可知电阻R上的最大电压。
（1）线圈转动时，总有一条边切割磁感线，且ac边和bd边转动的线速度大小相等，
当线框平行于磁场时，产生的感应电动势最大为：
，
由闭合电路欧姆定律可知：
当以图示为计时起点时，流过R的电流表达式为：
（2）在线框由图示位置匀速转动90°的过程中，用有效值来计算电阻R产生的热量：
，其中
， T=2πω
解得：
（3）在转过90°的过程中感应电动势的平均值为：
流过R的平均电流：
解得流过R的电量：
（4）由部分电阻欧姆定律可知电阻R上的最大电压：
。
名师导航单元期末冲刺100分系列答案
名校名卷单元同步训练测试题系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】（1）某同学利用假期进行试验复习，验证电磁感应产生的条件，他通过如图所示试验，观察到以下试验现象：
①把磁铁插入线圈时，线圈中有感应电流；
②把磁铁放在线圈内不动，线圈中无感应电流；
③把磁铁从线圈中拔出，线圈中有感应电流．
这次实验表明，穿过闭合线圈的磁通量 （选填“变化”或“不化”），线圈中就有感应电流
（2）如图2所示，甲乙两个完全相同的金属小球，甲带有+q的电量，乙带有-q的电量．若乙球与甲球接触后放回原处，则甲球带电量为 ．
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，用恒力F将闭合线圈自静止开始（不计摩擦）从图示位置向左加速拉出有界匀强磁场，则在此过程中（ ）
A. 线圈向左做匀加速直线运动
B. 线圈向左运动且速度逐渐增大
C. 线圈向左运动且加速度逐渐减小
D. 线圈中感应电流逐渐减小
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】下列几种情景，请根据所学知识选择对情景分析和判断的正确说法
①点火后即将升空的火箭 ②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车
③运动的磁悬浮列车在轨道上高速行驶 ④太空的空间站在绕地球做匀速圆周运动
A. 因火箭还没运动，所以加速度一定为零
B. 轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大
C. 高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度也一定很大
D. 尽管空间站做匀速圆周运动，加速度也不为零
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示,理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2;输电线的等效电阻为R,开始时,开关S断开。当S接通时,以下说法中正确的是 ( )
A. 副线圈两端的输出电压减小
B. 变压器的输入功率增大
C. 通过灯泡L1的电流减小
D. 原线圈中的电流减小
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】随着全世界开始倡导低碳经济的发展，电动自行车产品已越来越受到大家的 青睐，某同学为了测定某电动车电池的电动势和内电阻，设计了如图所示电路，提供的实验 器材有：
（A）电动车电池一组，电动势约为 12V，内阻未知
（B）直流电流表量程 300mA，内阻很小
（C）电阻箱 R，阻值范围为 0～999.9Ω
（D）定值电阻 R0，阻值为 10Ω
（E）导线和开关
（1）当他闭合开关时发现，无论怎样调节变阻器，电流 表 都没有示数，反复检查后发现电路连接完好， 估计是某一 元件损坏，因此他拿来多用电表检查故障，他的操作如下：
①断开电 源开关 S
②将多用表选择开关置于×1Ω档，调零后，
红黑表笔分别接 R0 两端，读数为 10Ω
③将多用表选择开关置于×10Ω档，调零后，将红黑表笔分别接电阻箱两端，发现指针读数如图所示，则所测阻值为_____Ω，然后又用多用电表分别对电源和开关进行检测，发现电源和开关均完好．由以上操作可知，发生故障的元件是___．
（2）在更换规格相同的元件后重新连接好电路．
（3）改变电阻箱的阻值 R，分别测出阻值为
=10Ω的定值电阻的电流 I，表中三组关于
R 的取值方案中，比较合理的方案是___（选填方案编号 1、2 或 3）．
（4）根据实验数据描点，绘出
的图象是一条直线。若直线的斜率为
，在
坐标轴上的截距为
，则该电源的电动势 E=___，内阻 r =___（用 k、b 和
表示）．
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】在真空中有正方体玻璃砖，其截面如图所示，已知它的边长为2d，在AB面上方有一单色点光源S，从S发出的光线从AB面中点P以60射入玻璃砖，从AD面的Q点(Q未标记)射出，且射出时出射光线偏离入射光线SP的偏向角为30。已知光在真空中传播速度为c。
(i)求光从P传播到Q所用时间?
(ii)若将光源S顺时针旋转至某一角度，仍然从P点入射，在AD面的N点恰好发生全反射，求N、Q两点间距离?
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】气垫导轨是一种实验辅助仪器，利用它可以非常精确地完成多个高中物理实验，滑块在导轨上运动时，可认为不受摩擦阻力，现利用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图
（1）对导轨进行调节平衡，使气垫导轨和光电门都正常工作，在导轨上只放置滑块1．调整调节旋钮，轻推滑块，观察滑块通过两光电门的时间，当___________________时，说明导轨已经水平．
（2）使用天平测得滑块1、2质量分别为m1、m2，然后按如图所示方式放在气垫导轨上．使滑块1获得向右的速度，滑块1通过光电门1后与静止的滑块2碰撞并粘在一起，遮光条通过光电门1、2的时间分别为t1、t2，则上述物理量间如果满足关系式 _______，则证明碰撞过程中两滑块的总动量守恒．
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，质量为2m的物体A经一轻质弹簧与地面上的质量为3m的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮，一端连物体A，另一端连一质量为m的物体C，物体A、B、C都处于静止状态.已知重力加速度为g,忽略一切摩擦.
（1）求物体B对地面的压力.
（2）把物体C的质量改为5m，并使C缓慢下降，最终A、B、C又处于静止状态，且C只受重力和绳的拉力作用，求此过程中物体A上升的高度.
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