【題目】如圖所示，一個(gè)半徑為r、粗細(xì)均勻、阻值為R的圓形導(dǎo)線框，豎直放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直。現(xiàn)有一根質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒，自圓形線框最高點(diǎn)由靜止釋放，棒在下落過程中始終與線框保持良好接觸。已知下落距離為時(shí)棒的速度大小為v1，下落到圓心O時(shí)棒的速度大小為v2，忽略摩擦及空氣阻力，下列說法正確的是

A. 導(dǎo)體棒下落距離為時(shí)，棒中感應(yīng)電流的方向向右

B. 導(dǎo)體棒下落距離為時(shí)，棒的加速度的大小為

C. 導(dǎo)體棒下落到圓心時(shí)，圓形導(dǎo)線框的發(fā)熱功率為

D. 導(dǎo)體棒從開始下落到經(jīng)過圓心的過程中，圓形導(dǎo)線框產(chǎn)生的熱量為

【答案】BD

【解析】A項(xiàng)：導(dǎo)體棒下落過程中切割磁感線，根據(jù)右手定則可知，棒中感應(yīng)電流的方向向左，故A錯(cuò)誤；

B項(xiàng)：棒下落距離為，時(shí)，棒有效的切割長(zhǎng)度為L=2rcos30°= ，弦所對(duì)的圓心角為120°，則圓環(huán)上半部分的電阻為，圓環(huán)下半部分的電阻為

由外電路并聯(lián)電阻為：

此時(shí)，回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E=BLv， ，安培力F=BIL，

聯(lián)立得：

由牛頓第二定律得：mg-F=ma

得： ，故B正確；

C項(xiàng)：導(dǎo)體棒下落到圓心時(shí)，棒有效的切割長(zhǎng)度為2r，回路中的總電阻為，電動(dòng)勢(shì)為，根據(jù)公式，故C錯(cuò)誤；

D項(xiàng)：從開始下落到經(jīng)過圓心的過程中，棒的重力勢(shì)能減小轉(zhuǎn)化為棒的動(dòng)能和內(nèi)能，根據(jù)能量守恒定律得：

，解得，故D正確。

點(diǎn)晴：對(duì)于電磁感應(yīng)問題，常常從兩個(gè)角度研究：一是力的角度，關(guān)鍵是安培力的分析和計(jì)算；二是能量的角度，根據(jù)能量守恒定律研究。

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：

【題目】小明設(shè)計(jì)的電磁健身器的簡(jiǎn)化裝置如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌相距l＝0.50 m，傾角θ＝53°，導(dǎo)軌上端串接一個(gè)R＝0.05 Ω的電阻．在導(dǎo)軌間長(zhǎng)d＝0.56 m的區(qū)域內(nèi)，存在方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2.0 T．質(zhì)量m＝4.0 kg的金屬棒CD水平置于導(dǎo)軌上，用絕緣繩索通過定滑輪與拉桿GH相連．CD棒的初始位置與磁場(chǎng)區(qū)域的下邊界相距s＝0.24 m．一位健身者用恒力F＝80 N拉動(dòng)GH桿，CD棒由靜止開始運(yùn)動(dòng)，上升過程中CD棒始終保持與導(dǎo)軌垂直．當(dāng)CD棒到達(dá)磁場(chǎng)上邊界時(shí)健身者松手，觸發(fā)恢復(fù)裝置使CD棒回到初始位置(重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，不計(jì)其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質(zhì)量)．求：

(1)CD棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度v的大��；

(2)CD棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的安培力FA的大��；

(3)在拉升CD棒的過程中，健身者所做的功W和電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用如圖所示的方法可以測(cè)得金屬導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)n。現(xiàn)測(cè)得一塊橫截面為矩形的金屬導(dǎo)體的寬為b，厚為d，并加有與側(cè)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，當(dāng)通以圖示方向電流I時(shí)，在導(dǎo)體上、下表面間用電壓表可測(cè)得電壓為U。已知自由電子的電荷量為e，則下列判斷正確的是

A. 上表面電勢(shì)高

B. 下表面電勢(shì)高

C. 該導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為

D. 該導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖1所示：

(1)實(shí)驗(yàn)步驟：

①將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌面高度不低于lm，將導(dǎo)軌調(diào)至水平；

②用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光條的寬度L，結(jié)果如圖2所示，由此讀出L=_____mm；

③由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離S；

④將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動(dòng)時(shí)，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2；

⑤從數(shù)字計(jì)時(shí)器（圖1中未畫出）上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時(shí)間△t1和△t2；

⑥用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m．

(2)用表示直接測(cè)量量的字母寫出下列所示物理量的表達(dá)式：

①當(dāng)滑塊通過光電門1和光電門2時(shí)，系統(tǒng)（包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼）的總動(dòng)能分別為Ek1=_____和Ek2=_____．

②在滑塊從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過程中，系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量△EP=_____（重力加速度為g）．

(3)如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，△EP=_____，則可認(rèn)為驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某校物理實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的裝置探究動(dòng)能定理，關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作，下列說法不正確的是_______.

A.為消除摩擦力的影響，提高實(shí)驗(yàn)的精確度，必須先將紙帶穿過計(jì)時(shí)器連到小車上，再改變木板傾角，使小車能沿木板勻速下滑

B.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上相鄰各點(diǎn)的間距并不都是均勻的，應(yīng)選間距均勻的那一段紙帶來計(jì)算小車的速度，因?yàn)檫@一段是橡皮筋對(duì)小車做功完畢時(shí)的情形

C.換用不同的紙帶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在增加橡皮筋數(shù)量的同時(shí)應(yīng)減少橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度，以實(shí)現(xiàn)對(duì)小車的拉力不變的目的

D.本實(shí)驗(yàn)并不需要測(cè)量橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只需測(cè)出以后各次實(shí)驗(yàn)橡皮筋做功是第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的多少倍即可

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)三棱鏡的截面為等腰直角△ABC，腰長(zhǎng)為a，∠A＝90°。一束細(xì)光線沿此截面所在平面且平行于BC邊的方向射到AB邊上的中點(diǎn)，光進(jìn)入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射。已知真空中的光速為c，試求：

(i)該棱鏡材料的折射率n；

(ii)光從AB邊到AC邊的傳播時(shí)間t。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在x軸上方存在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在x軸下方存在垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶負(fù)電的粒子(不計(jì)重力) 從原點(diǎn)O與x軸成30°角斜向上射入磁場(chǎng)，且在x軸上方運(yùn)動(dòng)的半徑為R。則

A. 粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)一定能回到原點(diǎn)O

B. 粒子完成一次周期性運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

C. 粒子射入磁場(chǎng)后，第二次經(jīng)過x軸時(shí)與O點(diǎn)的距離為3R

D. 粒子在x軸上方和下方的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為1：2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B 兩物體的質(zhì)量分別為 m、2m，彈簧的勁度系數(shù)都為 k，彈簧兩端與兩物體連接．原來 A、B 都處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)用豎直向上的拉力向上拉 A，使 A 以大小為 a 的加速度勻加速上升．已知彈簧長(zhǎng)度在彈性限度內(nèi)變化，重力加速度為 g．求：

（1）B 剛好離開地面時(shí)，A 上升的總高度．

（2）B 剛好離開地面時(shí)，作用在 A 上的拉力大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，金屬平板MN垂直于紙面放置，MN板中央有小孔O，以O為原點(diǎn)在紙面內(nèi)建立xOy坐標(biāo)系，x軸與MN板重合。O點(diǎn)下方的熱陰極K通電后能持續(xù)放出初速度近似為零的電子，在K與MN板間加一電壓，從O點(diǎn)射出的電子速度大小都是v0，方向在紙面內(nèi)，且關(guān)于y軸對(duì)稱，發(fā)散角為2θ弧度。已知電子電荷量為e，質(zhì)量為m，不計(jì)電子間相互作用及重力的影響。

(1)求K與MN間的電壓的大小U0。

(2)若x軸上方存在范圍足夠大的垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電子打到x軸上落點(diǎn)范圍長(zhǎng)度為△x，求該磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B1和電子從O點(diǎn)到達(dá)x軸最短時(shí)間t。

(3)若x軸上方存在一個(gè)垂直紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，電子從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)偏轉(zhuǎn)后成為一寬度為△y、平行于x軸的電子束，求該圓形區(qū)域的半徑R及磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B2。

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