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2.如圖甲所示,水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置,間距L=0.5m,電阻不計(jì),右端通過(guò)導(dǎo)線與小燈泡連接.在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),CE長(zhǎng)x=2m,有一阻值r=0.5Ω的金屬棒PQ放置在靠近磁場(chǎng)邊界CD處(恰好不在磁場(chǎng)中).CDEF區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化如圖乙所示.在t=0至t=4s內(nèi),金屬棒PQ保持靜止,在t=4s時(shí)使金屬棒PQ以某一速度進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域并保持勻速運(yùn)動(dòng).已知從t=0開始到金屬棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)邊界EF處的整個(gè)過(guò)程中,小燈泡的亮度沒(méi)有發(fā)生變化,且此狀態(tài)下小燈泡阻值R=2Ω,求:
(1)通過(guò)小燈泡的電流.
(2)金屬棒PQ在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的速度大小.

分析 (1)在t=0至t=4s內(nèi),是感生電動(dòng)勢(shì),根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路的歐姆定律求解感應(yīng)電流;
(2)根據(jù)燈泡電流強(qiáng)度不變根據(jù)閉合電路的歐姆定律求解切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì),再根據(jù)E=BLv解得棒PQ在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的速度.

解答 解:(1)在t=0至t=4s內(nèi),金屬棒PQ保持靜止,磁場(chǎng)變化導(dǎo)致電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).
此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E=\frac{△φ}{△t}=\frac{△B}{△t}Lx=0.5×0.5×2V=0.5V 
通過(guò)小燈泡的電流為:I=\frac{E}{R+r}=0.2A;
(2)當(dāng)棒在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí),由導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),由于燈泡中電流不變,所以燈泡的電流為:I=0.2A,
電動(dòng)勢(shì)為:E=I(R+r)=BLv,
解得棒PQ在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的速度大小為:v=0.5m/s.
答:(1)通過(guò)小燈泡的電流為0.2A.
(2)金屬棒PQ在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的速度大小為0.5m/s.

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象中涉及電路問(wèn)題的分析方法是:確定哪部分相對(duì)于電源,根據(jù)電路連接情況畫出電路圖,結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路的歐姆定律、以及電功率的計(jì)算公式列方程求解.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

5.下列敘述錯(cuò)誤的是( �。�
A.亞里士多德認(rèn)為維持物體的運(yùn)動(dòng)需要力
B.牛頓通過(guò)觀察蘋果落地得出了萬(wàn)有引力定律
C.奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng),揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系
D.卡文迪許通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出了引力常量的數(shù)值,從而驗(yàn)證了萬(wàn)有引力定律

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

6.某同學(xué)利用“雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置”測(cè)定紅光的波長(zhǎng).已知雙縫間距為d,雙縫到屏的距離為L(zhǎng),將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某一亮條紋的中心對(duì)齊,并將該條紋記為第1亮條紋,其示數(shù)如圖所示,此時(shí)的示數(shù)為2.430mm.然后轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭,使分劃板中心刻線與第5亮條紋的中心對(duì)齊,讀出示數(shù),并計(jì)算第5亮條紋與第1亮條紋的中心線間距離為△x.由此可得該紅光的波長(zhǎng)表達(dá)式為\frac{△x•d}{4L}(用字母表達(dá)).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

3.關(guān)于振動(dòng),下列說(shuō)法正確的是(  )
A.簡(jiǎn)諧振動(dòng)中,經(jīng)半個(gè)周期,振子一定回到初位置
B.簡(jiǎn)諧振動(dòng)中,加速度的方向總是由平衡位置指向振子所在處
C.水平放置的彈簧振子,相差半個(gè)周期的兩時(shí)刻彈簧的形變量一定相等
D.揚(yáng)聲器紙盆的振動(dòng)是受迫振動(dòng),受迫振動(dòng)的周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期
E.驅(qū)動(dòng)力周期等于物體的固有周期時(shí),受迫振動(dòng)的振幅最大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

10.在我國(guó)南海上有一浮桶式波浪發(fā)電燈塔,其原理如圖甲所示.浮桶內(nèi)的磁體通過(guò)支柱固定在暗礁上,浮桶內(nèi)置圓形線圈隨波浪相對(duì)磁體沿豎直方向運(yùn)動(dòng),上下運(yùn)動(dòng)的速度v=0.4πsin(πt)m/s,且始終處于輻射磁場(chǎng)中,該線圈與阻值R=15Ω的燈泡相連;浮桶下部由內(nèi)、外兩密封圓筒構(gòu)成(圖乙中陰影部分),其內(nèi)部為產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁體;線圈匝數(shù)N=200匝,線圈所在處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.2T,線圈直徑D=0.4m,電阻r=1Ω.計(jì)算時(shí)取π2的值為10.
(1)求線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em;
(2)求燈泡工作時(shí)消耗的電功率P;
(3)若此燈塔的發(fā)電效率為90%,求3min內(nèi)海浪提供給發(fā)電燈塔的能量.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

7.如圖甲所示(俯視圖),相距為d=0.2m的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌一部分處在以O(shè)O′為右邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=3.0T,方向垂直導(dǎo)軌平面向下,導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R=1.0Ω,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì),在距邊界OO′為L(zhǎng)=0.1m處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m=0.1kg、電阻不計(jì)的金屬桿ab.
(1)若金屬桿ab固定在導(dǎo)軌上的初始位置,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度在△t=0.1s內(nèi)由3.0T均勻減小到零,求此過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q;
(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度保持3.0T不變,金屬桿ab在恒力作用下從初始位置由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)3L距離,其v-x的關(guān)系圖象如圖乙所示,金屬桿ab在剛要離開磁場(chǎng)時(shí)流過(guò)電阻R的電流大小以及此過(guò)程中導(dǎo)體棒ab克服安培力所做的功W.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

14.如圖所示,一質(zhì)量為2m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的木塊靜止在光滑的水平面上.質(zhì)量為m的子彈(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0水平向右射入木塊,穿出木塊時(shí)速度變?yōu)?\frac{3}{5}$v0.求:
(1)子彈穿過(guò)木塊的過(guò)程中,木塊對(duì)子彈作用力的沖量.
(2)子彈穿過(guò)木塊的過(guò)程中,子彈所受到平均阻力的大�。�

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

11.如圖所示,一個(gè)角為θ的直角三角形卡在墻壁和重物之間,當(dāng)豎直向下加一個(gè)壓力F時(shí),重物仍靜止,則劈對(duì)重物的壓力大小為\frac{F}{cosθ},劈對(duì)豎直墻壁的壓力大小為Ftanθ(摩擦力及劈自身的重力不計(jì)).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

12.如圖所示,光滑水平面上靜置著質(zhì)量為2m的物塊A和質(zhì)量均為m的物塊B、C,一輕質(zhì)彈簧被夾在A、B之間鎖定且處于壓縮狀態(tài),彈簧一端與物塊A拴接,另一端與B接觸但不拴接.某時(shí)刻解除彈簧鎖定,彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)后物塊B向右運(yùn)動(dòng)時(shí)與物塊C發(fā)生彈性碰撞,之后物塊C又與右側(cè)彈性擋板發(fā)生碰撞后以原速率返回,返回過(guò)程中又與物塊B發(fā)生彈性碰撞.已知初始時(shí),彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能為Ep.求:

①物塊C與右側(cè)彈性擋板碰撞后返回的速度大小;
②彈簧再次被壓縮至最短時(shí)儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能.

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同步練習(xí)冊(cè)答案