當(dāng)前位置： 2021-2022學(xué)年福建省南平高級中學(xué)高二（下）期中物理試卷> 試題詳情

如圖所示，相距L=1m的兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角θ=30°，上端接有定值電阻R=2Ω，勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面。將質(zhì)量m=1kg的導(dǎo)體棒放置于導(dǎo)軌上，將導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)金屬棒沿著導(dǎo)軌向下運動x=15m時，速度達到v=10m/s,并且開始勻速運動，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度g=10m/s²。
（1）求勻強磁場的磁感應(yīng)強度大??；
（2）求當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達到5m/s時，導(dǎo)體棒加速度的大小；
（3）求導(dǎo)體棒從開始運動到速度達到v=10m/s過程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱；
（4）當(dāng)導(dǎo)體棒開始勻速運動后，對導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力作用，測得導(dǎo)體棒中電流I與拉力的作用時間t的函數(shù)關(guān)系為I=t+5（A），求拉力大小F與拉力的作用時間t滿足的函數(shù)關(guān)系。

【考點】電磁感應(yīng)過程中的電路類問題；電磁感應(yīng)過程中的能量類問題；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達式；牛頓第二定律的簡單應(yīng)用．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：43引用：1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(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，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(zhuǎn)動，在室內(nèi)就可實現(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，整個前輪C都處在方向垂直輪面向里、磁感應(yīng)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(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順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)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（　　）
A．電阻a端的電勢高于b端的電勢
B．前輪C轉(zhuǎn)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(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，不計導(dǎo)體棒、導(dǎo)軌的電阻，兩導(dǎo)軌間距為20cm；磁感應(yīng)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(dǎo)體棒在外力作用下做往復(fù)運動，其速度隨時間變化關(guān)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(shù)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(nèi)外力對導(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)樵瓉淼囊话?/label>

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(nèi)部結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)動，中心軸線過圓心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，ad和bc所在的區(qū)域磁感應(yīng)強度大小為B，線圈初始位置與MOP重合。
現(xiàn)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(zhuǎn)動，經(jīng)過60°角的加速后以角速度ω勻速轉(zhuǎn)過300°，然后線圈減速轉(zhuǎn)過60°角后停止，手釋放，線圈轉(zhuǎn)回來，經(jīng)過60°角的加速后以角速度ω勻速轉(zhuǎn)過300°，然后線圈減速轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動時的電流方向（寫“abcda”或“adcba”）；
（2）以線圈剛勻速轉(zhuǎn)動時開始計時，線圈順時針勻速轉(zhuǎn)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(biāo)出關(guān)鍵數(shù)據(jù)（以“abcda”為正方向）；
（3）以線圈剛勻速轉(zhuǎn)動時開始計時，經(jīng)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引用：2難度：0.1
解析

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