當(dāng)前位置： 2020-2021學(xué)年遼寧省錦州市高二（下）期末物理試卷> 試題詳情

如圖所示，質(zhì)量為M的足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MPQN放在光滑的絕緣水平面上，MP、QN平行且間距為L(zhǎng)，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ef垂直放置在導(dǎo)軌上，接入電路中的電阻為R，棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，且始終接觸良好。其右側(cè)有兩個(gè)固定于水平面的光滑立柱c、d,且PQdc構(gòu)成正方形。導(dǎo)軌PQ段電阻為r。開(kāi)始時(shí)，以cd為邊界（圖中虛線所示），其右側(cè)空間存在著方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，cd右側(cè)的導(dǎo)軌除PQ段以外的電阻為零；其左側(cè)導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度的電阻為R₀，勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平向右，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，在t=0時(shí)，一水平向右的拉力F垂直作用在導(dǎo)軌的PQ邊上，使導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，重力加速度取g。求：
（1）回路中磁通量的增加量隨時(shí)間的變化規(guī)律；
（2）若導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒ef對(duì)導(dǎo)軌壓力始終大于零，求t=t₁時(shí)導(dǎo)體棒ef對(duì)軌道的壓力大??；
（3）在（2）的條件下，若在某一過(guò)程中導(dǎo)軌動(dòng)能增加量為ΔE_k，導(dǎo)軌克服摩擦力做功為W，求回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q。

【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過(guò)程中的電路類(lèi)問(wèn)題；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式；安培力的計(jì)算公式及簡(jiǎn)單應(yīng)用；電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量類(lèi)問(wèn)題．

【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：156引用：2難度：0.3

相似題

1．一款健身車(chē)如圖甲所示，圖乙是其主要結(jié)構(gòu)部件，金屬飛輪A和金屬前輪C可繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，飛輪A和前輪C之間有金屬輻條，輻條長(zhǎng)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(guò)鏈條傳動(dòng)，從而帶動(dòng)前輪C在原位置轉(zhuǎn)動(dòng)，在室內(nèi)就可實(shí)現(xiàn)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(gè)前輪C都處在方向垂直輪面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。將阻值為R的電阻的a端用導(dǎo)線連接在飛輪A上，b端用導(dǎo)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(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程不打滑，電路中其他電阻忽略不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是（　?。?br />
A．電阻a端的電勢(shì)高于b端的電勢(shì)
B．前輪C轉(zhuǎn)動(dòng)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(dǎo)體棒ab垂直放在水平面內(nèi)兩根平行固定導(dǎo)軌上，導(dǎo)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(shù)比n₁：n₂=1：5，不計(jì)導(dǎo)體棒、導(dǎo)軌的電阻，兩導(dǎo)軌間距為20cm；磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.2T，方向豎直向上。R₁=5Ω，R₂=10Ω，滑動(dòng)變阻器R'（阻值0～20Ω），V為理想交流電壓表。導(dǎo)體棒在外力作用下做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間變化關(guān)系符合
v
=
20
2
sin
50
πt
（
m
/
s
）
。以下說(shuō)法正確的是（　?。?br />

A．電壓表示數(shù)為

B．滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)時(shí)變壓器輸入功率減小

C．滑動(dòng)變阻器滑片滑到正中間位置，在1min內(nèi)外力對(duì)導(dǎo)體棒做的功為96J

D．導(dǎo)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?lái)的一半

發(fā)布：2024/11/10 19:30:1組卷：27引用：1難度：0.6

解析

3．現(xiàn)在市場(chǎng)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(yīng)用了法拉第電磁感應(yīng)原理，用手按壓手柄，使內(nèi)置線圈轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流使燈泡發(fā)光。圖2是手電筒的內(nèi)部電路簡(jiǎn)化圖，三個(gè)一樣的小燈泡，電阻均為R，定值電阻為R，發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示，N和S是一對(duì)形狀對(duì)稱(chēng)的圓弧形磁鐵，K，P，M，Q是磁鐵的四個(gè)尖端，o是圓心，∠KOP=120°，∠KOM=60°，中心位置放置一個(gè)軟鐵柱，可繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，中心軸線過(guò)圓心o,在軟鐵柱上繞有n匝輕質(zhì)線圈abcd,電阻為
2
R
3
，其中ab=cd=L₁，ad=bc=L₂，o為ab的中點(diǎn)，ad和bc所在的區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，線圈初始位置與MOP重合。
現(xiàn)把發(fā)電過(guò)程簡(jiǎn)化如下：手握手電筒，按下去，線圈如圖3所示，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)60°角的加速后以角速度ω勻速轉(zhuǎn)過(guò)300°，然后線圈減速轉(zhuǎn)過(guò)60°角后停止，手釋放，線圈轉(zhuǎn)回來(lái)，經(jīng)過(guò)60°角的加速后以角速度ω勻速轉(zhuǎn)過(guò)300°，然后線圈減速轉(zhuǎn)過(guò)60°角后停止。不計(jì)阻力，以圖3作為參考。
（1）線圈在順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流方向（寫(xiě)“abcda”或“adcba”）；
（2）以線圈剛勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，畫(huà)出小燈泡兩端電壓U隨時(shí)間t的變化圖象，并標(biāo)出關(guān)鍵數(shù)據(jù)（以“abcda”為正方向）；
（3）以線圈剛勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)
4
π
3
ω
的時(shí)間，一個(gè)小燈泡消耗的能量是多少？
發(fā)布：2024/11/13 8:0:1組卷：81引用：2難度：0.1
解析

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