（14分）如圖所示，固定在水平桌面上的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ，間距為L(zhǎng)，其右端接有阻值為R的電阻和理想交流電壓表，整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．導(dǎo)體棒ef垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒接入電路的電阻為r，其它電阻不計(jì)，現(xiàn)讓導(dǎo)體棒在ab、cd之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間的關(guān)系為（vm和T已知）．

（1）寫出導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式，并求出電壓表的示數(shù)；
（2）求一個(gè)周期T內(nèi)R中產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（3）若ab與cd的距離為x，求導(dǎo)體棒從ab滑到cd過程中通過電阻R的電量q．

⑴e＝，UR＝；⑵Q＝；⑶q＝。

解析試題分析：⑴根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知導(dǎo)體棒由于切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：e＝BLv ①
又因?yàn)関＝         ②
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電阻R兩端的電壓瞬時(shí)值為：u＝      ③
由①②③式聯(lián)立解得：e＝，u＝
顯然R兩端的電壓瞬時(shí)值隨時(shí)間t成正弦函數(shù)關(guān)系變化，又根據(jù)電路分析可知，電壓表測(cè)出的是電阻R兩端電壓的有效值，因此其讀數(shù)為：UR＝＝          ④
根據(jù)焦耳定律可知，在一個(gè)周期T內(nèi)R中產(chǎn)生的焦耳熱為：Q＝          ⑤
由④⑤式聯(lián)立解得：
⑶根據(jù)電流的定義式可知，在導(dǎo)體棒從ab滑到cd過程中通過電阻R的電量為：q＝     ⑥
根據(jù)閉合電路歐姆定律有：＝     ⑦
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知：＝      ⑧
在導(dǎo)體棒從ab滑到cd過程中，回路中的磁通變化量為：ΔΦ＝BΔS＝BLx    ⑨
由⑥⑦⑧⑨式聯(lián)立解得：q＝
考點(diǎn)：本題主要考查法拉第電磁感應(yīng)定律、焦耳定律的應(yīng)用及交變電流的四值運(yùn)算問題，屬于中檔題。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（11分）圖甲為一研究電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，其中電流傳感器（相當(dāng)于一只理想的電流表）能將各時(shí)刻的電流數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通過數(shù)據(jù)采集器傳輸給計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上同步顯示出I-t圖像．足夠長(zhǎng)光滑金屬軌道電阻不計(jì)，傾角θ=30°．軌道上端連接有阻值R=1.0Ω的定值電阻，金屬桿MN電阻r=0.5Ω，質(zhì)量m=0.4kg，桿長(zhǎng) L=1.0m．在軌道區(qū)域加一垂直軌道平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，讓金屬桿從圖示位置由靜止開始釋放，此后計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出如圖乙所示的I-t圖像，設(shè)桿在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中與軌道垂直，取g=10m/s2．試求：

（1）t=0.5s時(shí)電阻R的熱功率；
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；
（3）估算0~1.2s內(nèi)通過電阻R的電荷量大小及在R上產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）10匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)e＝10sin 20πt(V)．求：
(1)t＝0時(shí)，線圈內(nèi)磁通量Φ和磁通量變化率；
(2)線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)180°過程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值和最大值之比．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，光滑絕緣水平桌面上直立一個(gè)單匝正方形導(dǎo)線框ABCD，線框的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)＝4 m、總電阻為R＝1Ω.在直角坐標(biāo)系xOy中，有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的下邊界與x軸重合，上邊界滿足曲線方程y＝2sinx(m)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝2 T．線框在沿x軸正方向的拉力F作用下，以速度v＝1 m/s水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，直到拉出磁場(chǎng)．

(1) 求線框中AD兩端的最大電壓；
(2) 在圖乙中畫出運(yùn)動(dòng)過程中線框i-t圖象，并估算磁場(chǎng)區(qū)域的面積（估算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；
(3) 求線框在穿越整個(gè)磁場(chǎng)的過程中，拉力F所做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（15 分）如圖甲，有兩根相互平行、間距為L(zhǎng)的粗糙金屬導(dǎo)軌，它們的電阻忽略不計(jì)在MP之間接阻值為R 的定值電阻，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ。在efhg矩形區(qū)域內(nèi)有垂直斜面向下、寬度為d 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁場(chǎng)未畫出），磁感應(yīng)強(qiáng)度B 隨時(shí)間t 變化的規(guī)律如圖乙。在t =" 0" 時(shí)刻，一質(zhì)量為m 、電阻為r的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置，從ab位置由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，t = t0時(shí)刻進(jìn)人磁場(chǎng)，此后磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0并保持不變。棒從ab到ef 的運(yùn)動(dòng)過程中，電阻R 上的電流大小不變。求：

（1）0～t0時(shí)間內(nèi)流過電阻R 的電流I 大小和方向；
（2）金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
（3）金屬棒從ab到ef 的運(yùn)動(dòng)過程中，電阻R 上產(chǎn)生的焦耳熱Q。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行直導(dǎo)軌MN、PQ與水平面成θ角放置，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻.一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直.整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，它們的電阻不計(jì).現(xiàn)讓ab桿由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑.

（1）求ab桿下滑的最大速度vm；
（2）ab桿由靜止釋放至達(dá)到最大速度的過程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為Q，求該過程中ab桿下滑的距離x及通過電阻R的電量q.

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)器材探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象。他連接好電路并檢查無誤后，閉合電鍵的瞬間觀察到電流表G指針向右偏轉(zhuǎn)。電鍵閉合后，他將線圈A中的鐵芯快速抽出，電流計(jì)指針將________（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)為e=50sin100πt（V），對(duì)此電動(dòng)勢(shì)，下列表述正確的有 （    ）

A．最大值是50VB．頻率是100Hz
C．有效值是25VD．周期是0.02s

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1，L1、L2、L3為三只規(guī)格均為“9V 6W”的相同燈泡，各電表均為理想交流電表，輸入端接入如圖乙所示的交變電壓，則以下說法中正確的是：（   ）

A．電流表的示數(shù)為2A
B．電壓表的示數(shù)為V
C．副線圈兩端接入耐壓值為9V的電容器能正常工作
D．變壓器副線圈中交變電流的頻率為50Hz

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