1.閉合矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場中,磁場的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的規(guī)律如圖所示.規(guī)定垂直紙面向里為磁場的正方向,abcda方向?yàn)閷?dǎo)線線框中感應(yīng)電流的正方向,水平向右為安培力的正方向.關(guān)于導(dǎo)線框中的電流i與ad邊所受的安培力F隨時間t變化的圖象,下列選項正確的是( 。
A.B.C.D.

分析 由右圖所示圖象判斷B的變化情況,則可得出磁通量的變化情況,由楞次定律可知電流的方向,根據(jù)左手定則即可判斷出安培力的大小與方向.

解答 解:A、B、由右圖所示B-t圖象可知,0-1s內(nèi),線圈中向里的磁通量增大,由楞次定律可知,電路中電流方向?yàn)槟鏁r針,沿adcba方向,即電流為負(fù)方向;1-2s內(nèi),線圈中向里的磁通量減小,由楞次定律可知,電路中電流方向?yàn)轫槙r針方向,即電流為正方向;2-3s內(nèi),磁通量不變,沒有感應(yīng)電流;3-4s內(nèi),線圈中向外的磁通量減小,由楞次定律可知,電路中電流方向?yàn)槟鏁r針方向,即電流為負(fù)方向.
由法拉第電磁感應(yīng)定律:$E=\frac{△Φ}{△t}=\frac{△B•S}{△t}$,由于磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化,所以產(chǎn)生的感應(yīng)電流保持不變.故AB錯誤;
C、D、0-1s內(nèi),電路中電流方向?yàn)槟鏁r針,沿adcba方向,根據(jù)左手定則可知,ad棒受到的安培力的方向向右,為正值;1-2s內(nèi),1-2s內(nèi)電路中的電流為順時針,沿abcda方向,ad棒受到的安培力的方向向左,為負(fù)值;2-3s內(nèi),沒有感應(yīng)電流,不受安培力;3-4s內(nèi),電路中電流方向?yàn)槟鏁r針,沿adcba方向,根據(jù)左手定則可知,ad棒受到的安培力的方向向左,為負(fù)值;
根據(jù)安培力的公式:F=BIL,安培力的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比.故C錯誤,D正確.
故選:D

點(diǎn)評 本題考查了判斷感應(yīng)電流隨時間變化關(guān)系,分析清楚B-t圖象、應(yīng)用楞次定律即可正確解題,要注意排除法的應(yīng)用.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌ab、cd與水平面成θ角,間距為L,導(dǎo)軌與固定電阻R1和R2相連,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面.有一導(dǎo)體棒MN,質(zhì)量為m,與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ,導(dǎo)體棒的電阻與固定電阻R1和R2的阻值均為R,導(dǎo)體棒以速度v沿導(dǎo)軌勻速下滑,忽略感應(yīng)電流之間的作用及導(dǎo)軌的電阻,則( 。
A.導(dǎo)體棒所受重力與安培力的合力方向與豎直方向夾角小于θ
B.電阻R1消耗的熱功率為$\frac{1}{4}$mgv(sinθ-μcosθ)
C.t時間內(nèi)通過導(dǎo)體棒的電荷量為$\frac{mgt(sinθ-μcosθ)}{BL}$
D.導(dǎo)體棒兩端電壓為$\frac{3mgR(sinθ-μcosθ)}{2BL}$

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12.如圖所示,A和A′是緊靠在圓環(huán)最高點(diǎn)的兩個點(diǎn),BOB′為較長的橡皮筋,其中,∠BOB′=120°,B和B′對稱分布在同一圓環(huán)上,橡皮筋的中心結(jié)點(diǎn)O在圓心處,懸掛一個質(zhì)量為m的物體,現(xiàn)將B和B′兩端移到同一圓環(huán)上的最高點(diǎn)A和A′,如果要保持結(jié)點(diǎn)O的位置不變,那么,物體的質(zhì)量的改變量△m為( 。
A.2mB.-mC.-2mD.m

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9.如圖所示,長為l輕桿兩端各固定一個小球(均可視為質(zhì)點(diǎn)),兩小球的質(zhì)量分別為mA=m和mB=2m,輕桿繞距B球$\frac{l}{3}$處的光滑軸O在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,當(dāng)桿轉(zhuǎn)至圖中水平位置時,A球速度為$\sqrt{\frac{2}{3}gl}$.不考慮空氣阻力,則(  )
A.A、B系統(tǒng)的機(jī)械能守恒
B.A、B均做勻速圓周運(yùn)動
C.當(dāng)B運(yùn)動到最高點(diǎn)時,桿對B球的作用力為零
D.A從圖示位置運(yùn)動到最低點(diǎn)的過程中,桿對A做的功為-$\frac{2}{3}$mgl

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16.如圖甲所示,一質(zhì)量為m、帶電量為q的正電粒子(不計重力),在圖中t=0時刻從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以初速度v0沿x軸正方向射入磁場中.已知磁場只有x≥0區(qū)域存在,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B0不變,方向周期性變化,其變化規(guī)律如圖乙所示,設(shè)粒子剛射入時的磁場方向恰好垂直紙面向里.

(1)當(dāng)磁場的變化周期T=$\frac{πm}{q{B}_{0}}$時,求粒子在t=T時刻的位置.
(2)為使粒子不射出磁場,磁場的變化周期T應(yīng)符合什么條件?

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6.2015年3月30日21時52分,中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號丙運(yùn)載火箭,成功將首顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射升空,31日凌晨3時34分順利進(jìn)入圓軌道.衛(wèi)星在該軌道上運(yùn)動的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同,但該軌道平面與赤道平面有一定的夾角,因此該軌道也被稱為傾斜同步軌道,根據(jù)以上信息請判斷下列說法中正確的是(  )
A.該衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的圓心一定是地球的球心
B.該衛(wèi)星離地面的高度要小于地球同步衛(wèi)星離地面的高度
C.地球?qū)υ撔l(wèi)星的萬有引力一定等于對地球同步衛(wèi)星的萬有引力
D.只要傾角合適,處于傾斜同步軌道上的衛(wèi)星可以在每天的固定時間經(jīng)過青島上空

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13.一條彈性繩子呈水平狀態(tài),M為繩子中點(diǎn),兩端P、Q同時開始上下振動,一小段時間后產(chǎn)生的波形如圖所示,對于其后繩上各點(diǎn)的振動情況,以下判斷正確的是( 。
A.兩列波將同時到達(dá)中點(diǎn)M
B.兩列波波速之比為1:2
C.中點(diǎn)M的振動總是加強(qiáng)的
D.M點(diǎn)的位移大小在某時刻可能為零
E.繩的兩端點(diǎn)P、Q開始振動的方向相同

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10.為了應(yīng)對地球上越來越嚴(yán)重的霧霆天氣和能源危機(jī),各國科學(xué)家正在對太空電站的可行性和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究.太空電站又稱空間太陽能電站,是指在地球同步軌道上運(yùn)行的超大型航天器,其上安裝著巨大的太陽能電池板或激光器,將產(chǎn)生的電能通過微波或激光以無線能量傳輸方式傳輸?shù)降孛妫僭O(shè)若干年后,人類第一臺太空電站在地球的同步軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動.已知該太空電站經(jīng)過時間t(t小于太空電站運(yùn)行的周期),它運(yùn)動的弧長為s,它與地球中心連線掃過的角度為β(弧度),引力常量為G,則下列說法中正確的是( 。
A.太空電站在軌道上運(yùn)行的速度大于地球的第一宇宙速度
B.太空電站軌道所在處的加速度小于赤道上隨地球自轉(zhuǎn)物體的向心加速度
C.太空電站的環(huán)繞周期為$\frac{βt}{2π}$
D.地球的質(zhì)量為$\frac{s^3}{{G{t^2}β}}$

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11.某同學(xué)利用圖a裝置探究輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與彈簧形變量之間的關(guān)系.一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上,彈簧左端固定,右端與一小球接觸而不固連:彈簧處于原長時,小球恰好在桌面邊緣,如圖(a)所示.向左推小球,使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放.小球離開桌面后落到水平地面上.通過測量和計算,可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能.
(1)本實(shí)驗(yàn)中可認(rèn)為,彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep與小球拋出時的動能Ek相等.已知重力加速度大小為g.為求得Ek,至少需要測量下列物理量中的ABC(填正確答案標(biāo)號).
A.小球的質(zhì)量m
B.小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離s
C.桌面到地面的高度h
D.彈簧的壓縮量△x
E.彈簧原長l0
(2)用所選取的測量量和已知量表示Ek,得Ek=$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$.
(3)圖(b)中的直線是實(shí)驗(yàn)測量得到的s-△x圖線.從理論上可推出:如果h不變,m增加,s-△x圖線的斜率會減。ㄌ睢霸龃蟆、“減小”或“不變”);
(4)設(shè)圖(b)s-△x圖線的斜率為k,用測量量和已知量表示出Ep與△x的函數(shù)關(guān)系式Ep=$\frac{mg{k}^{2}}{4h}$(△x)2

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