當前位置： 2022年北京市日壇中學高考物理模擬試卷> 試題詳情

寬度為L的足夠長的平行金屬直導軌MP和NQ固定在絕緣的水平面上，導軌的左端連接阻值為R的電阻．導軌所在的空間區(qū)域（虛線的右側）存在豎直向下的磁場，磁場的左邊界距離導軌左端距離也為L，如圖甲所示。一根質量為m的細導體棒ab垂直放在導軌上，處于靜止狀態(tài)，恰好位于磁場的左邊界內，導體棒的長度也為L，電阻為r,與導軌接觸良好．導體棒與導軌間的動摩擦因數為μ，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，導軌的電阻忽略不計。

（1）若整個裝置存在如圖乙所示的磁場，導體棒始終保持靜止，請完成以下兩個問題：
①通過電阻R的電流大小和方向；
②從t=0時刻起，導體棒經過多長時間開始運動？
（2）若虛線右側存在這么一個磁場：以虛線處所在的直線為y軸，以沿軌道向右為x+方向建立坐標系，沿+x軸方向均勻增大，y方向保持不變。磁感應強度B隨位移x的變化如圖丙所示．若導體棒ab在水平向右的恒力F的作用下由靜止開始運動，當流過導體棒ab的電量為q時，導體棒的速度恰好達到最大，求此過程中電路中產生的焦耳熱Q．

【考點】電磁感應過程中的電路類問題；閉合電路歐姆定律的內容和表達式．

【答案】見試題解答內容

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：83難度：0.3

相似題

1．一款健身車如圖甲所示，圖乙是其主要結構部件，金屬飛輪A和金屬前輪C可繞同一轉軸轉動，飛輪A和前輪C之間有金屬輻條，輻條長度等于飛輪A和前輪C的半徑之差。腳踏輪B和飛輪A通過鏈條傳動，從而帶動前輪C在原位置轉動，在室內就可實現健身。已知飛輪A的半徑為R_A，腳踏輪B的半徑為R_B，前輪C的半徑為R_C，整個前輪C都處在方向垂直輪面向里、磁感應強度大小為B的勻強磁場中。將阻值為R的電阻的a端用導線連接在飛輪A上，b端用導線連接前輪C邊緣。健身者腳蹬腳踏輪B使其以角速度ω順時針轉動，轉動過程不打滑，電路中其他電阻忽略不計，下列說法正確的是（　?。?br />
A．電阻a端的電勢高于b端的電勢
B．前輪C轉動的角速度為
R
B
R
A
ω
C．輻條兩端的電壓為
B
ω
R
B
（
R
2
C
-
R
2
A
）
2
R
A
D．電阻R的熱功率與ω成正比
發(fā)布：2024/11/12 14:0:2組卷：38引用：2難度：0.6
解析

2．如圖所示，導體棒ab垂直放在水平面內兩根平行固定導軌上，導軌右端與理想變壓器原線圈A相連，線圈C接圖示電路，線圈A與線圈C的匝數比n₁：n₂=1：5，不計導體棒、導軌的電阻，兩導軌間距為20cm；磁感應強度B為0.2T，方向豎直向上。R₁=5Ω，R₂=10Ω，滑動變阻器R'（阻值0～20Ω），V為理想交流電壓表。導體棒在外力作用下做往復運動，其速度隨時間變化關系符合
v
=
20
2
sin
50
πt
（
m
/
s
）
。以下說法正確的是（　?。?br />

A．電壓表示數為

B．滑動變阻器滑片向下滑動時變壓器輸入功率減小

C．滑動變阻器滑片滑到正中間位置，在1min內外力對導體棒做的功為96J

D．導體棒的最大速度變?yōu)?div dealflag="1" class="MathJye" mathtag="math">

，則變壓器的輸出功率也變?yōu)樵瓉淼囊话?/label>

發(fā)布：2024/11/10 19:30:1組卷：27難度：0.6

解析

3．現在市場上很流行一種手壓式自發(fā)電手電筒，如圖1所示。此手電筒是應用了法拉第電磁感應原理，用手按壓手柄，使內置線圈轉動切割磁感線，產生感應電流使燈泡發(fā)光。圖2是手電筒的內部電路簡化圖，三個一樣的小燈泡，電阻均為R，定值電阻為R，發(fā)電機內部結構如圖3所示，N和S是一對形狀對稱的圓弧形磁鐵，K，P，M，Q是磁鐵的四個尖端，o是圓心，∠KOP=120°，∠KOM=60°，中心位置放置一個軟鐵柱，可繞中心軸轉動，中心軸線過圓心o,在軟鐵柱上繞有n匝輕質線圈abcd,電阻為
2
R
3
，其中ab=cd=L₁，ad=bc=L₂，o為ab的中點，ad和bc所在的區(qū)域磁感應強度大小為B，線圈初始位置與MOP重合。
現把發(fā)電過程簡化如下：手握手電筒，按下去，線圈如圖3所示，順時針轉動，經過60°角的加速后以角速度ω勻速轉過300°，然后線圈減速轉過60°角后停止，手釋放，線圈轉回來，經過60°角的加速后以角速度ω勻速轉過300°，然后線圈減速轉過60°角后停止。不計阻力，以圖3作為參考。
（1）線圈在順時針勻速轉動時的電流方向（寫“abcda”或“adcba”）；
（2）以線圈剛勻速轉動時開始計時，線圈順時針勻速轉動過程中，畫出小燈泡兩端電壓U隨時間t的變化圖象，并標出關鍵數據（以“abcda”為正方向）；
（3）以線圈剛勻速轉動時開始計時，經過
4
π
3
ω
的時間，一個小燈泡消耗的能量是多少？
發(fā)布：2024/11/13 8:0:1組卷：81難度：0.1
解析

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