如圖所示，一矩形單匝金屬框abcd由靜止釋放，沿豎直方向進(jìn)入上邊界水平、范圍足夠大的勻強磁場中．已知金屬框質(zhì)量m=0.20kg，電阻R=1Ω，ab邊長L=0.20m，bc邊足夠長，磁場方向如圖所示，磁感應(yīng)強度B=0.5T，當(dāng)金屬框下降h=0.50m時（ab邊已進(jìn)入磁場），框內(nèi)產(chǎn)生Q=0.90J的熱量，這時金屬框的cd邊仍在磁場外．g取10m/s2，試求此時金屬框中感應(yīng)電流的大小和方向．
分析：由能量守恒定律可以求出金屬框的速度，由E=BLv可以求出感應(yīng)電動勢大小，然后由歐姆定律可以求出感應(yīng)電流大小，由右手定則可以判斷出感應(yīng)電流的方向．
解答：解：（1）由能量守恒定律可得：mgh=
1
2
 mv2+Q，解得：v=1m/s；
導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E=BLv，
感應(yīng)電流I=
BL v
R
=
0.5×1×0.2
1
A=0.1A，
由右手定則可知，感應(yīng)電流沿逆時針方向；
答：感應(yīng)電流大小是0.1A，方向沿逆時針方向，即為a→b→c→d→a；
點評：本題過程復(fù)雜，分析清楚金屬框的運動過程，應(yīng)用能量守恒定律是正確解題的關(guān)鍵．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?閔行區(qū)一模）如圖所示，abcd為單匝矩形線圈，邊長ab=10cm，ad=20cm．該線圈的一半位于具有理想邊界、磁感應(yīng)強度為0.1T的勻強磁場中，磁場方向與線圈平面垂直．若線圈繞通過ab邊的軸以100πrad/s的角速度勻速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，感應(yīng)電動勢的平均值為
0.2
0.2
V；當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°時的瞬間感應(yīng)電動勢大小為
0.2π
0.2π
V．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，一矩形單匝線圈abcd，從左到右勻速穿過一有界的勻強磁場，設(shè)線圈cd邊和磁場左邊界MN重合時開始計時，則從開始計時到線圈完全穿出磁場，整個過程中穿過線圈的磁通量φ隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，則求：
（1）在0-0.1s內(nèi)磁通量的變化量是多少．
（2）在0-0.1s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為多少．
（3）若線圈回路總的電阻為2Ω，則從開始計時到線圈完全穿出磁場整個過程中線圈中產(chǎn)生的熱量是多少．
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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（18分）

（1）如圖所示，abcd為單匝矩形線圈，邊長ab＝10cm，bc＝20cm。該線圈的一半位于具有理想邊界、磁感應(yīng)強度為0.1T、寬為20cm的勻強磁場中，磁場方向與線圈平面垂直。若線圈繞通過ab邊的軸以100p rad/s的角速度勻速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°時的瞬時感應(yīng)電動勢大小為___________V。

（2）某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．

（I）請指出該同學(xué)在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤或不當(dāng)：

①                                             ；

②                                             。

（II）該同學(xué)經(jīng)正確操作得到如圖乙所示的紙帶，取連續(xù)的六個點A、B、C、D、E、F為計數(shù)點，測得點A到B、C、D、E、F的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5，若打點的時間間隔為T，則打E點時重物速度的表達(dá)式為vE=         

（3）冬、春季節(jié)降水量少，廣東沿海附近水位較低，漲潮時海水倒灌出現(xiàn)所謂咸潮現(xiàn)象，使沿海地區(qū)的城市自來水中的離子濃度較高，水質(zhì)受到影響，為了研究咸潮出現(xiàn)的規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計了一個監(jiān)測河水電阻率的實驗。它在一根均勻的長玻璃管兩端裝上兩個橡膠塞和鉑電極，如下圖(1)所示，兩電極相距L=0.314m，其間充滿待測的河水。安裝前他用如下圖(2)的游標(biāo)卡尺（圖為卡尺的背面）測量玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如下圖(3)所示。

他還選用了以下儀器：量程15V、內(nèi)阻300kΩ的電壓表，量程300μA、內(nèi)阻50Ω的電

流表，最大阻值為1kΩ的滑動變阻器，電動勢E=12V、內(nèi)阻r=6Ω的電池組，開關(guān)等各一個，以及導(dǎo)線若干。下圖(4)坐標(biāo)中包括坐標(biāo)為（0，0）的點在內(nèi)的9個點表示他測得的9組電流I、電壓U的值。

根據(jù)以上材料完成以下問題：

（a）測量玻璃管內(nèi)徑時，應(yīng)將上圖(2)中的游標(biāo)卡尺的A、B、C三部分中的__________________與玻璃管內(nèi)壁接觸（填代號）；

（b）玻璃管的內(nèi)徑d=___________mm；

（c）圖(4)中的9個點表示實驗中測得的9組電流I、電壓U的值，試寫出根據(jù)此圖求R值的步驟：

                                                                     

                                                                     

（d）上圖(5)中的實物儀器部分已連線，將其他部分連接成能測出上圖(4)數(shù)據(jù)的實物連接圖；

（e）開頭閉合前滑動變阻器的滑片應(yīng)先滑至___________端。

 

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年天津市高三4月月考物理試卷（解析版） 題型：實驗題

（18分）

（1）如圖所示，abcd為單匝矩形線圈，邊長ab＝10cm，bc＝20cm。該線圈的一半位于具有理想邊界、磁感應(yīng)強度為0.1T、寬為20cm的勻強磁場中，磁場方向與線圈平面垂直。若線圈繞通過ab邊的軸以100p rad/s的角速度勻速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°時的瞬時感應(yīng)電動勢大小為___________V。

（2）某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．

（I）請指出該同學(xué)在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤或不當(dāng)：

①                                              ；

②                                              。

（II）該同學(xué)經(jīng)正確操作得到如圖乙所示的紙帶，取連續(xù)的六個點A、B、C、D、E、F為計數(shù)點，測得點A到B、C、D、E、F的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5，若打點的時間間隔為T，則打E點時重物速度的表達(dá)式為vE=         

（3）冬、春季節(jié)降水量少，廣東沿海附近水位較低，漲潮時海水倒灌出現(xiàn)所謂咸潮現(xiàn)象，使沿海地區(qū)的城市自來水中的離子濃度較高，水質(zhì)受到影響，為了研究咸潮出現(xiàn)的規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計了一個監(jiān)測河水電阻率的實驗。它在一根均勻的長玻璃管兩端裝上兩個橡膠塞和鉑電極，如下圖(1)所示，兩電極相距L=0.314m，其間充滿待測的河水。安裝前他用如下圖(2)的游標(biāo)卡尺（圖為卡尺的背面）測量玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如下圖(3)所示。

他還選用了以下儀器：量程15V、內(nèi)阻300kΩ的電壓表，量程300μA、內(nèi)阻50Ω的電

流表，最大阻值為1kΩ的滑動變阻器，電動勢E=12V、內(nèi)阻r=6Ω的電池組，開關(guān)等各一個，以及導(dǎo)線若干。下圖(4)坐標(biāo)中包括坐標(biāo)為（0，0）的點在內(nèi)的9個點表示他測得的9組電流I、電壓U的值。

根據(jù)以上材料完成以下問題：

（a）測量玻璃管內(nèi)徑時，應(yīng)將上圖(2)中的游標(biāo)卡尺的A、B、C三部分中的__________________與玻璃管內(nèi)壁接觸（填代號）；

（b）玻璃管的內(nèi)徑d=___________mm；

（c）圖(4)中的9個點表示實驗中測得的9組電流I、電壓U的值，試寫出根據(jù)此圖求R值的步驟：

                                                                     

                                                                     

（d）上圖(5)中的實物儀器部分已連線，將其他部分連接成能測出上圖(4)數(shù)據(jù)的實物連接圖；

（e）開頭閉合前滑動變阻器的滑片應(yīng)先滑至___________端。

 

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