1．如圖a所示，水平放置著兩根相距為d=0.1m的平行金屬導軌MN與PQ，導軌的電阻忽略不計且兩導軌用一根電阻也不計的導線相連．導軌上跨放著一根粗細均勻，長為L=0.3m、電阻R=3.0Ω的金屬棒ab，金屬棒與導軌正交，交點為c、d．整個空間充滿垂直于導軌向上的磁場，磁場B隨時間變化的規(guī)律如圖b所示．t=0時刻，金屬棒ab在外力的作用下從導軌的最右端以速度v=4.0m/s向左做勻速直線運動，則2s末回路中產(chǎn)生的電流的大小為0.8A，t=8s時金屬棒ab兩端點間的電勢差為2.4V．

分析 根據(jù)法拉第電磁感應定律求出感應電動勢的大小，再根據(jù)閉合電路的歐姆定律求感應電流的大��；
應用E=BLv求出感應電動勢，應用歐姆定律與串聯(lián)電路特點求出ab兩端點間的電勢差．

解答 解：由圖b可知，4s末磁感應強度B=2T，
回路中產(chǎn)生的感應電動勢為：E=$\frac{△Φ}{△t}$=$\frac{△B}{△t}$S=$\frac{△B}{△t}$dvt=$\frac{2}{4}$×0.1×4×4=0.8V，
回路中感應電流為：I=$\frac{E}{r}$=$\frac{0.8}{\frac{1}{3}×3}$=0.8A，
導軌及導線電阻不計，cd段電壓等于cd切割磁感線產(chǎn)生的電動勢，
t=8s時，ab兩端電勢差：U=E=BLv=2×0.3×4=2.4V；
故答案為：0.8A；2.4V．

點評 本題是電磁感應與電路知識的綜合，由圖示圖象求出磁感應強度隨時間變化關系是解題的前提，應用法拉第電磁感應定律、歐姆定律與E=BLv可以解題．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

18．回答下列問題：
（1）打點計時器是力學實驗常用的儀器，實驗室有兩種打點計時器，如圖所示，某實驗小組決定使用電火花打點計時器，則應選用如圖1所示中的②（填“①”或“②”）計時器．
（2）某次實驗利用該打點計時器打出了一條如圖2所示的紙帶，C、D、E、F、G是按打點順序依次選取的計數(shù)點，計數(shù)點間的距離如圖2所示，相鄰計數(shù)點間時間間隔為0.1s，則小車的加速度大小約為0.20m/s2（保留2位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

19．關于電阻率的說法錯誤的是（　　）
A．電阻率與導體的長度有關B．電阻率與導體的材料有關
C．電阻率與導體的形狀有關D．電阻率與導體的橫截面積有關

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．如圖所示，兩足夠長平行光滑的金屬導軌MN、PQ豎直放置，導軌間相距為l，電阻不計，磁感應強度為B的勻強磁場垂直導軌平面向里，長為l的金屬棒ab垂直于MN、PQ水平放置在導軌上，且始終與導軌接觸良好，金屬棒的質量為m、電阻為R，金屬導軌的上端連接阻值為2R的燈泡L，Rx為變阻箱，重力加速度為g．試求：
（1）保持電鍵斷開，金屬棒由靜止釋放，下滑過程中能達到的最大速度vm；
（2）在（1）條件下，若金屬棒下滑距離為h時速度恰好達到最大，此過程中，整個電路產(chǎn)生的焦耳熱Q熱
（3）保持電鍵閉合，調節(jié)變阻箱Rx的阻值，當Rx為何值時，金屬棒處于勻速運動的過程中Rx消耗的功率最大．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

16．其同學設計一個發(fā)電測速裝置，工作原理如圖所示．一個半徑為R=0.1m的圓形金屬導軌固定在豎直平面上，一根長為R的金屬棒OA，A端與導軌接觸良好且無摩擦，O端固定在圓心處的轉軸上．轉軸的左端有一個半徑為r=$\frac{R}{3}$的圓盤，圓盤和金屬棒能隨轉軸一起轉動．圓盤上繞有不可伸長的細線，下端掛著一個質量為m=1kg的鋁塊．在金屬導軌區(qū)域內存在垂直于導軌平面向右的勻強磁場，磁感應強度B=0.5T．a(chǎn)點與導軌相連，b點通過電刷與O端相連，并在之間并聯(lián)一只伏特表和一個定值電阻R0，由理想的伏特表測量a、b兩點間的電勢差U可算得鋁塊速度．（細線與圓盤間沒有滑動過，金屬棒、導軌、導線及電刷的電阻均不計，重力加速度g=10m/s2）
（1）鋁塊由靜止釋放后，判斷a點相接的是電壓表的“正極”還是“負極”？
（2）開關K斷開，鋁塊由靜止釋放，當伏特表的讀數(shù)為U=0.15V時，求鋁塊的速度多大？
（3）開關K閉合，鋁塊由靜止釋放，下落h=0.5m，伏特表的讀數(shù)為U=0.18V，R0此過程消耗了1.12J的電能，則此時導體棒的動能是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

6．近年來國內許多城市出現(xiàn)了罕見的霧霾天氣，空氣污染嚴重，能見度低，給人們出行帶來了極大的不便，某地平直的公路上，甲、乙兩輛汽車同向行駛，甲車在前，其速度只有v甲=10m/s，速度v乙=30m/s，由于大霧能見度很低，乙車在距甲車x0=75m時才發(fā)現(xiàn)前方有甲車，這時乙車立即剎車，但乙車要經(jīng)過180m才能停下來，求：
（1）乙車剎車時甲仍按原速率行駛，兩車是否會相撞：
（2）若乙車在剎車的同時發(fā)出信號，甲車司機經(jīng)過△t=4s收到信號后加速前進，則甲車的加速度至少多大才能避免相撞．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

13．如圖，一平行金屬導軌相距為L，右邊部分水平放置，左邊部分與水平面的夾角為θ，導軌的右端連接有阻值為R的電阻，在垂直于導軌方向上，水平部分和傾斜部分均放置一長度也為L，質量為m的相同導體棒，每根導體棒的電阻均為R，導軌的水平部分處在方向豎直向上，磁感應強度為B的勻強磁場中，傾斜部分處在方向垂直于導軌平面向下的勻強磁場中（圖中未畫出），導體棒ab與導軌間的動摩擦因數(shù)為?．現(xiàn)給水平導軌上的導體棒ab施加一平行于導軌向右的水平力，使ab以v的速度向右勻速運動，運動過程中ab始終與導軌垂直，此過程中導體棒cd一直保持靜止．不計其他電阻，求：
（1）導體棒ab在導軌上運動時水平力的功率
（2）若此過程中導體棒cd與導軌間恰好無摩擦，則傾斜部分的磁場的磁感應強度為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

10．如圖（甲）所示，左側接有定值電阻R=2Ω的水平粗糙導軌處于垂直紙面向外的勻強磁場中，磁感應強度B=1T，導軌間距為L=1m，一質量m=2kg，阻值r=2Ω的金屬棒在拉力F作用下由靜止開始從CD處沿導軌向右加速運動，金屬棒與導軌間動摩擦因數(shù)μ=0.25，g=10m/s2．金屬棒的速度-位移圖象如圖（乙）所示，求從起點發(fā)生s=1m位移的過程中．

（1）通過電阻R的感應電量q；
（2）整個系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量及拉力所做的功；
（3）在研究金屬棒從起點運動到s=1m位移過程所用的時間t時，某同學這樣求解：
金屬棒在運動過程中平均速度v=$\frac{{v}_{0}+{v}_{1}}{2}$=1m/s，
所以時間t=$\frac{s}{v}$=1s
請問該同學的求解是否正確，如果正確，說明理由；如果不正確，請指出錯誤原因，并給出運動時間的范圍．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

11．如圖所示，傾角θ=30°的光滑傾斜導體軌道（足夠長）與光滑水平導體軌道連接，軌道寬度均為L=1m，電阻忽略不計．勻強磁場Ⅰ僅分布在水平軌道平面所在區(qū)域，方向水平向右，大小B1=1T，勻強磁場Ⅱ僅分布在傾斜軌道平面所在區(qū)域，方向垂直于傾斜軌道平面向下，大小B2=2T．現(xiàn)將兩質量均為m=0.4kg，電阻均為R=0.5Ω的相同導體棒ab和cd，垂直于軌道分別置于水平軌道上和傾斜軌道上，并同時由靜止釋放，g=10m/s2．
（1）求導體棒cd沿傾斜軌道下滑的最大速率及此時水平軌道對ab棒的支持力大小；
（2）若已知從開始運動到cd棒達到最大速度的過程中，ab棒產(chǎn)生的焦耳熱Q=0.45J，求該過程中通過cd棒橫截面的電荷量；
（3）若已知cd棒開始運動時距水平軌道高度h=10m，cd棒由靜止釋放后，為使cd棒中無感應電流，可讓磁場Ⅱ的磁感應強度隨時間變化，將cd棒開始運動的時刻記為t=0，此時磁場Ⅱ的磁感應強度為B0=2T，試求cd棒在傾斜軌道上下滑的這段時間內，磁場Ⅱ的磁感應強度B隨時間t變化的關系式．

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