2.如圖所示,處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距為L,導軌平面與水平面成θ角,下端連接阻值為R的電阻.勻強磁場方向與導軌平面垂直且向上,質量為m、一電阻為r的金屬棒放在兩導軌上,棒與導軌垂直并保持良好接觸,它們之間的摩擦不計.
(1)金屬棒下滑的過程中產(chǎn)生的感應電流的方向
(2)當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時,金屬棒的速度的大。
(3)當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時,電阻R的消耗的功率.

分析 (1)由右手定則可判斷導體中電流的方向;
(2)達平衡時,導體棒受到重力的分力與安培力平衡,由平衡關系可求得導體棒的速度;
(3)根據(jù)平衡關系可求得電流,由功率公式可求得R消耗的功率.

解答 解:(1)對導體棒由右手定則可得,導體棒中產(chǎn)生的感應電流方向為由a到b;
(2)切割產(chǎn)生的感應電動勢為:E=BLv;
感應電流I=$\frac{BLv}{R+r}$下滑在穩(wěn)定時,導體棒受力平衡,則有:
mgsinθ=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R+r}$
解得:v=$\frac{mg(R+r)sinθ}{{B}^{2}{L}^{2}}$;
(3)達穩(wěn)定時,受力平衡,即:
mgsinθ=BIL
解得:I=$\frac{mgsinθ}{BL}$;
電阻R 消耗的功率為:P=I2R=$\frac{{m}^{2}{g}^{2}si{n}^{2}θ}{{B}^{2}{L}^{2}}$R
答:(1)電流由a到b;
(2)金屬棒率的速度的大小為$\frac{mg(R+r)sinθ}{{B}^{2}{L}^{2}}$;
(3)電阻R的消耗的功率$\frac{{m}^{2}{g}^{2}si{n}^{2}θ}{{B}^{2}{L}^{2}}$R

點評 該題考查右手定則的應用和導體棒沿著斜面切割磁感線的運動,該類題型綜合考查電磁感應中的受力分析與法拉第電磁感應定律的應用,要求的解題的思路要規(guī)范,解題的能力要求較高

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

17.2014年12月8日,阜陽經(jīng)開區(qū)一工廠樓房發(fā)生火災,阜陽市公安消防支隊立即調派消防車輛救火,由消防水龍頭的噴嘴噴出水的流量是0.28m3/min,水離開噴口時的速度大小為16$\sqrt{3}$m/s,方向與水平面夾角為60°,在最高處正好到達著火位置,忽略空氣阻力,試求:
(1)在豎直方向空中水柱的高度
(2)空中水柱水量的體積.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

13.“神州八號”與“天宮一號”對接前各自繞地球運動,設“天宮一號”在半徑為r1的圓軌道上運動,周期為T1,“神州八號”在半徑為r2的圓軌道上運動,r1>r2,則( 。
A.“天宮一號”的運行速度大于7.9km/s
B.“神州八號”的周期為T2=T1$\sqrt{\frac{{{r}_{2}}^{3}}{{{r}_{1}}^{3}}}$
C.地球的質量為$M=\frac{{4{π^2}r_1^3}}{GT_1^2}$
D.地球表面的重力加速度為$g=\frac{{4{π^2}{r_1}}}{T_1^2}$

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.下列說法中正確的是( 。
A.擴散現(xiàn)象不僅能發(fā)生在氣體和液體中,固體中也可以
B.巖鹽是立方體結構,粉碎后的巖鹽不再是晶體
C.地球大氣的各種氣體分子中氫分子質量小,其平均速率較大,更容易掙脫地球吸引而逃逸,因此大氣中氫含量相對較少
D.從微觀角度看氣體壓強只與分子平均動能有關

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

17.質量為m,長為L的矩形絕緣板放在光滑水平面上,另有一質量為m,帶電量為q的小物塊沿板的上表面以某一初速度從左端A水平向右滑上該板,整個裝置處于豎直向下,足夠大的勻強電場中,小物塊沿板運動至右端B恰好停在板上.若強場大小不變而方向反向,當小物塊仍由A端以相同的初速度滑上板面,則小物塊運動到距A端的距離為板長$\frac{2}{3}$處時,就相對于板靜止了.求:
(1)小物塊帶何種電荷?勻強電場場強的大小E.
(2)撤去電場,在距A端為x處固定一質量可以忽略的擋板,小物塊以相同初速度滑上該板,與該擋板發(fā)生彈性正碰,求x至少多大時,小物塊不會從絕緣板上掉下.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.如圖所示,在圖甲中是兩根不平行的導軌,圖乙中是兩根平行的導軌,其它物理條件都相同,當甲圖金屬棒MN在導軌上向右勻速運動時,乙圖金屬棒MN在導軌上向右勻加速運動時在棒的運動過程中,將觀察到( 。
A.兩個小電珠都發(fā)光B.兩個小電珠都不發(fā)光
C.流過L1、L2的電流都為恒定電流D.L1發(fā)光且亮度不變,L2始終不發(fā)光

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

14.測量一螺線管兩接線柱之間金屬絲的長度.
器材:A、待測螺線管L(符號):繞制螺線管金屬絲的電阻率ρ=5.0×10-7Ω•m,電阻RL約為100Ω
B、螺旋測微器                           C、電流表G:量程100μA,內阻RG=500Ω
D、電壓表V:量程6V,內阻RV=4kΩ           E、定值電阻R0:R0=50Ω
F、滑動變阻器R':全電阻約1kΩ             G、電源E:電動勢9V,內阻忽略不計
H、電鍵S一個,導線若干

①實驗中用螺旋測微器測得金屬絲的直徑如圖甲所示,其示數(shù)為d=0.385mm
②按圖乙所示電路測量金屬絲的電阻,請在圖丙的實物圖上連線.                     
③若測得的金屬絲直徑用d表示,電流表G的讀數(shù)用I表示,電壓表V的讀數(shù)用U表示,則由已知量和測得量的符號表示金屬絲的長度l=$\frac{{π{d^2}}}{4ρ}[{\frac{U}{{I{R_V}}}-({R_0}+{R_G})}]$.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

11.“自發(fā)電”地板是利用游人走過此處,踩踏地板發(fā)電.地板下有一發(fā)電裝置,如圖1所示,裝置的主要結構是一個截面半徑為r、匝數(shù)為n的線圈,無摩擦地套在磁場方向呈輻射狀的永久磁鐵槽中.磁場的磁感線沿半徑方向均勻對稱分布,圖2為橫截面俯視圖.輕質地板四角各連接有一個勁度系數(shù)為k的復位彈簧(圖中只畫出其中的兩個),輕質硬桿P將地板與線圈連接,從而帶動線圈上下往返運動(線圈不發(fā)生形變)便能發(fā)電.若線圈所在位置磁感應強度大小為B,線圈的總電阻為R0,現(xiàn)用它向一個電阻為R的小燈泡供電.為便于研究,將某人走過時對板的壓力使線圈發(fā)生的位移x隨時間t變化的規(guī)律簡化為圖3所示.(彈簧始終處在彈性限度內,取線圈初始位置x=0,豎直向下為位移的正方向.線圈運動的過程中,線圈所在處的磁場始終不變)

(1)請在圖4所示坐標系中畫出線圈中感應電流i隨時間t變化的圖象,取圖2中逆時針電流方向為正方向,要求寫出相關的計算和判定的過程.
(2)t=$\frac{{t}_{0}}{2}$時地板受到的壓力.
(3)求人一次踩踏地板所做的功.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.有a、b、c、d四個小磁針,分別放置在通電螺線管的附近和內部,如圖所示,其中指向正確的小磁針是( 。
A.aB.bC.cD.d

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