【題目】電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生活生產(chǎn)中有著大量的應(yīng)用，如電磁阻尼就大量應(yīng)用于各種緩沖或制動裝置中。某制動裝置可簡化為以下模型：由涂有絕緣漆的一根導(dǎo)線繞制成質(zhì)量為m、匝數(shù)為n的閉合矩形線框，長為2L，寬為L，總電阻為R，其右側(cè)有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，線框以初速度v0在光滑水平面上向右運(yùn)動，進(jìn)入磁場并運(yùn)動了距離L時，速度減為零，從而實現(xiàn)對線框的制動。在該過程中，求：

(1)線框產(chǎn)生的焦耳熱；

(2)通過導(dǎo)線某橫截面的電量；

(3)線框的最大加速度大小.

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)對線框，由能量守恒定律求出線框產(chǎn)生的焦耳熱.(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律求出平均感應(yīng)電動勢，由歐姆定律求出平均感應(yīng)電流，由電流定義式求出通過導(dǎo)線的電荷量.(3)由安培力公式求出安培力，應(yīng)用牛頓第二定律求出線框的加速度.

(1)由能量守恒定律可知，線框產(chǎn)生的焦耳熱為：

(2)線框進(jìn)入磁場時的感應(yīng)電動勢為：

平均感應(yīng)電流為：

通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為：

解得：

(3)線框剛進(jìn)入磁場時所受安培力最大，加速最大

線框剛進(jìn)入磁場時的感應(yīng)電動勢為：E=nBLv0

感應(yīng)電流為：

安培力為：

對線框，由牛頓第二定律得：

解得最大加速度為：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一列沿x軸方向傳播的簡諧波，t=0時刻的波形圖如圖所示，P點(diǎn)此時的振動方向沿y軸的正方向，經(jīng)0.1s第二次回到P點(diǎn)。則下列說法中正確的是（ ）

A. 波的傳播方向沿x軸的負(fù)方向

B. 該簡諧波的波速大小為20m/s

C. t=0.125 s時，P點(diǎn)的振動方向沿y軸的負(fù)方向

D. t=0.15 s時，P點(diǎn)的速度正在減小，加速度也正在減小

E. t=0.15 s時，P點(diǎn)的速度正在減小，加速度正在增大

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【題目】如圖所示，絕緣彈簧的下端固定在光滑斜面底端，彈簧與斜面平行，帶電小球Q固定在絕緣斜面上的M點(diǎn)，且在通過彈簧中心的直線ab上�，F(xiàn)將與Q大小相同、帶電性也相同的小球P，從直線ab上的N點(diǎn)由靜止釋放，兩小球可視為點(diǎn)電荷。在小球P與彈簧接觸到速度變?yōu)榱愕倪^程中，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，下列說法中正確的是

A. 小球P的速度一定先增大后不變

B. 小球P的機(jī)械能一直在減少

C. 小球P速度最大時彈簧彈力等于庫侖力和重力沿斜面向下的分力之和

D. 小球P與彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能一定增加

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】太空中存在大量高能粒子流，可認(rèn)為是由電量相同的正、負(fù)離子組成的等離子體，這些高能粒子可作為太空飛船的能量來源之一。如圖所示，該裝置左側(cè)部分可用來收集高能粒子，由兩塊間距為d的平行金屬板M、N組成，板間加有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，高能粒子源源不斷從左側(cè)以速度v0水平人射，最終在MN兩極板間形成穩(wěn)定的電勢差，并給右側(cè)平行板電容器PQ供電。粒子重力均不計，求：

(1)穩(wěn)定時MN金屬板間電勢差大小U，并判斷哪塊金屬板電勢更高；

(2)右側(cè)電容器靠近Q板處有一放射源S，可釋放初速度為0質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子，求出該粒子從P板小孔射出時的速度大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電路中的變壓器為理想變壓器，U為正弦式交變電壓，R為變阻器，R1、R2是兩個定值電阻，A、V分別是理想電流表和理想電壓表，則下列說法正確的是

A. 閉合開關(guān)S，電流表示數(shù)變大、電壓表示數(shù)變小

B. 閉合開關(guān)S，電流表示數(shù)變小、電壓表示數(shù)變大

C. 開關(guān)S閉合時，變阻器滑片向左移動的過程中，電流表、電壓表示數(shù)均變小

D. 開關(guān)S閉合時，變阻器滑片向左移動的過程中，電流表、電壓表示數(shù)均變大

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【題目】如圖所示，在xoy平面的第二象限內(nèi)有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度的大小E=102V/m，第一象限某區(qū)域內(nèi)存在著一個邊界為等邊三角形的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直xoy平面向外。一比荷=107C/kg的帶正電粒子從x軸上的P點(diǎn)射入電場，速度大小v0=2×104m/s，與x軸的夾角θ=60°。該粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，由y軸上的Q點(diǎn)以垂直于y軸的方向進(jìn)入磁場區(qū)域，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)射出，后來恰好通過坐標(biāo)原點(diǎn)O，且與x軸負(fù)方向的夾角α=60°，不計粒子重力。求：

(1)OP的長度和OQ的長度；

(2)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；

(3)等邊三角形磁場區(qū)域的最小面積。

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【題目】如圖所示是一種簡易的驗電器，金屬絲固定在絕緣立柱上，兩端（未接觸）上有兩塊可以活動的鋁箔，帶電體與金屬絲接觸之后，兩塊鋁箔帶上等量同種電荷，在靜電斥力的作用下彼此分開。關(guān)于兩塊鋁箔之間的靜電力，下面說法正確的是（ ）

A. 兩塊鋁箔之間的靜電力跟兩鋁箔帶電量成正比

B. 兩塊鋁箔之間的靜電力跟兩鋁箔之間的距離成反比

C. 兩塊鋁箔之間的靜電力跟兩鋁箔之間的距離的平方成反比

D. 以上結(jié)論都不正確

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖甲為一臺小型發(fā)電機(jī)構(gòu)造示意圖，內(nèi)阻r＝5.0 Ω，外電路電阻R＝95 Ω，電路中其余電阻不計。發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)n＝100。轉(zhuǎn)動過程中穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間t按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示，（π=3.14，）則

A. 該小型發(fā)電機(jī)的電動勢的最大值為200 V

B. t＝3.14×10－2 s時，磁通量的變化率為2Wb/s

C. t＝3.14×10－2 s時，串聯(lián)在外電路中的交流電流表的讀數(shù)為2 A

D. t＝3.14×10－2 s時，串聯(lián)在外電路中的交流電流表的讀數(shù)為1.4A

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖甲為某輕型起重機(jī)向房頂運(yùn)輸貨物,其簡圖如圖乙所示,一端有定滑輪的桿臂OA固定在O點(diǎn)，某次起重機(jī)以速度v0=1m/s勻速向上提升質(zhì)量m=1t的重物(可視為質(zhì)點(diǎn)),在重物離地面H=19.5m時鋼繩突然斷裂,此時一輛L=3m的搬磚車正以v=0.5m/s的速度在圖乙中CD方向運(yùn)動,車頭前端恰好處于重物正下方,搬磚車高h=1.5m。g取10m/s2，不計空氣阻力。

求:（1）勻速提升重物的過程中起重機(jī)的輸出功率;

（2）鋼繩斷裂時搬磚車司機(jī)立即加速加速度至少為多大才能避免被重物砸中?

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