【題目】電源是通過非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置，在不同的電源中，非靜電力做功的本領(lǐng)也不相同，物理學(xué)中用電動(dòng)勢來表明電源的這種特性。如圖所示，固定于水平面的U形金屬框架處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，金屬框兩平行導(dǎo)軌間距為L，金屬棒ab在外力的作用下，沿框架以速度v向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒始終垂直于兩平行導(dǎo)軌并接觸良好。已知電子的電荷量為e，金屬棒ab的長度為L。

（1）請根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，推導(dǎo)金屬棒ab切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E；

（2）在金屬棒產(chǎn)生電動(dòng)勢的過程中，請說明是什么力充當(dāng)非靜電力，并求出這個(gè)非靜電力所做的功W的大��；

（3）設(shè)單位時(shí)間內(nèi)有N個(gè)電子從a端運(yùn)動(dòng)到b端，求電源的電功率P的大小。

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

(1)如圖1所示，在一小段時(shí)間△t內(nèi)，金屬棒ab的位移為

這個(gè)過程中線框的面積的變化量為

穿過閉合電路的磁通量的變化量為

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律為

(2)如圖2所示，棒向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，電子具有向右的分速度，受到沿棒向下的洛倫茲力為，電子在f的作用下，電子從b移動(dòng)到a的過程中，非靜電力做功為

(3)由題意可知，電流為

電源的功率為

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】關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說法正確的是（ ）

A.分子直徑的數(shù)量級約為10-15m

B.壓縮氣體時(shí)，要用力是由于氣體分子間存在斥力的緣故

C.已知某種氣體的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則單位體積的分子數(shù)為

D.水結(jié)為冰時(shí)，部分水分子已經(jīng)停止了熱運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示、幾位同學(xué)在做“搖繩發(fā)電”實(shí)驗(yàn)：把一條長導(dǎo)線的兩端連在一個(gè)靈敏電流表的兩個(gè)接線柱上，形成閉合回路。兩個(gè)同學(xué)迅速搖動(dòng)AB這段“繩”。假設(shè)圖中情景發(fā)生在赤道，地磁場方向與地面平行。圖中搖“繩”同學(xué)是沿東西站立的，甲同學(xué)站在西邊，手握導(dǎo)線上的A點(diǎn)，乙同學(xué)站在東邊，手握導(dǎo)線上的B點(diǎn)。下列說法正確的是（ ）

A.此位置的地磁場方向由北指向南

B.當(dāng)“繩”向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，“繩”中電流從A流向B

C.當(dāng)“繩”搖到最高點(diǎn)時(shí)，“繩”中電流最大

D.當(dāng)“繩”搖到最低點(diǎn)時(shí)，“繩”受到的安培力最大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小明用如圖所示的裝置研究“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”，螺線管與電流計(jì)構(gòu)成閉合電路，條形磁鐵N極朝下。

（1）要想使電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，小明進(jìn)行了以下4種操作，其中可行的是____（選填選項(xiàng)前的字母）。

A.螺線管不動(dòng)，磁鐵勻速插入或拔出螺線管

B.螺線管不動(dòng)，磁鐵加速插入或拔出螺線管

C.磁鐵與螺線管保持相對靜止，一起勻速向上運(yùn)動(dòng)

D.磁鐵與螺線管保持相對靜止，一起在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)

（2）在（1）的研究中，小明發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向會(huì)有不同，也就是感應(yīng)電流方向不同，根據(jù)（1）中的操作，那么感應(yīng)電流方向與下列哪些因素有關(guān)_________________（選填選項(xiàng)前的字母）。

A.磁鐵的磁性強(qiáng)弱

B.磁鐵運(yùn)動(dòng)的方向

C.磁鐵運(yùn)動(dòng)的速度大小

D.螺線管的匝數(shù)

（3）小明又將實(shí)驗(yàn)裝置改造，如圖所示，螺線管A經(jīng)過滑動(dòng)變阻器與開關(guān)、電池相連構(gòu)成直流電路；螺線管B與電流計(jì)構(gòu)成閉合電路。螺線管B套在螺線管A的外面。為了探究影響感應(yīng)電流方向的因素，閉合開關(guān)后，以不同的速度移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，觀察指針擺動(dòng)情況；由此實(shí)驗(yàn)可以得出恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論是______（選填選項(xiàng)前的字母）

A.螺線管A的磁性變強(qiáng)或變?nèi)跤绊懼羔様[動(dòng)方向

B.螺線管A的磁性變強(qiáng)或變?nèi)跤绊懼羔様[動(dòng)幅度大小

C.螺線管A的磁性強(qiáng)弱變化快慢影響指針擺動(dòng)方向

D.螺線管A的磁性強(qiáng)弱變化快慢影響指針擺動(dòng)幅度大小

（4）在（3）研究中，閉合開關(guān)后，螺線管A的電流穩(wěn)定時(shí)，螺線管B中也存在磁場，但不出現(xiàn)感應(yīng)電流，這說明什么？___________________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，把一塊不帶電的鋅板接在驗(yàn)電器上，用紫外線燈照射鋅板，驗(yàn)電器的金屬箔片張開，則下列說法中正確的是（　�。�

A.紫外線的波長比可見光長

B.驗(yàn)電器的金屬箔片帶正電

C.從鋅板逸出電子的動(dòng)能都相等

D.若改用紅外燈照射，驗(yàn)電器的金屬箔片一定張開

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在如圖中所示的電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸片向 b端移動(dòng)時(shí)（ ）

A.伏特表 V和安培表A的讀數(shù)都減小

B.伏特表V和安培表A的讀數(shù)都增大

C.伏特表V的讀數(shù)增大，安培表A的讀數(shù)減小

D.伏特表V的讀數(shù)減小，安培表A的讀數(shù)增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】豎直懸掛的彈簧振子由最低點(diǎn)B開始作簡諧運(yùn)動(dòng)，O為平衡位置，C為最高點(diǎn)，規(guī)定豎直向上為正方向，振動(dòng)圖像如圖所示。則以下說法中正確的是（　�。�

A.彈簧振子的振動(dòng)周期為2.0s

B.t=0.5s時(shí)，振子的合力為零

C.t=1.5s時(shí)，振子的速度最大，且豎直向下

D.t=2.0s時(shí)，振子的加速度最大，且豎直向下

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，絕緣軌道CDGH位于豎直平面內(nèi)，圓弧段DG的圓心角為θ=37°，DG與水平段CD、傾斜段GH分別相切于D點(diǎn)和G點(diǎn)，CD段粗糙，DGH段光滑，在H處固定一垂直于軌道的絕緣擋板，整個(gè)軌道處于場強(qiáng)為E=1×104N/C、水平向右的勻強(qiáng)電場中。一質(zhì)量m=4×10-3kg、帶電量q=+3×10-6C的小滑塊在C處由靜止釋放，經(jīng)擋板碰撞后滑回到CD段的中點(diǎn)P處時(shí)速度恰好為零。已知CD段長度L=0.8m，圓弧DG的半徑r=0.2m；不計(jì)滑塊與擋板碰撞時(shí)的動(dòng)能損失，滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)。求：

（1）滑塊在GH段上的加速度；

（2）滑塊與CD段之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

（3）滑塊在CD段上運(yùn)動(dòng)的總路程。某同學(xué)認(rèn)為：由于僅在CD段上有摩擦損耗，所以，滑塊到達(dá)P點(diǎn)速度減為零后將不再運(yùn)動(dòng)，在CD段上運(yùn)動(dòng)的總路程為L+=1.2m。你認(rèn)為該同學(xué)解法是否合理？請說明理由，如果錯(cuò)誤，請給出正確解答。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直平面內(nèi)有一長L＝0.3m的輕繩，上端系在釘子上，下端懸掛質(zhì)量M＝0.8kg的小球A，細(xì)線拉直且小球恰好靜止在光滑水平面上．一質(zhì)量m＝0.2kg的小球B以速度v0＝10m/s水平向左運(yùn)動(dòng)，與小球A發(fā)生對心碰撞，碰撞過程中無機(jī)械能損失，碰撞后小球A能在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。（g取10m/s2）求：

（1）碰撞后瞬間小球A的速度多大；

（2）小球A從碰撞后運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)輕繩的彈力大小。

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同步練習(xí)冊答案