【題目】如圖所示，固定于水平面上的金屬框架abcd，處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)。框架的ab與dc平行，bc與ab、dc垂直。MN與bc的長(zhǎng)度均為l，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中MN始終與bc平行，且與框架保持良好接觸。磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。

（1）請(qǐng)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律： 推導(dǎo)金屬棒MN中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E

（2）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律 ，推導(dǎo)1Wb/s = lV；

（3）對(duì)金屬框架abcd來(lái)說(shuō)：設(shè)通電產(chǎn)生的焦耳熱與電阻線(xiàn)升高的溫度之間滿(mǎn)足如下關(guān)系： ，其中c表示物體的比熱，m為物體的質(zhì)量，T表示升高的溫度，k為大于1的常數(shù)。請(qǐng)你選擇一些物理量，通過(guò)論述和計(jì)算證明“為避免升溫過(guò)快，若電流越大，電阻線(xiàn)應(yīng)該越粗”（說(shuō)明自己所設(shè)物理量的含義）。

【答案】 (1)E=BLv (2)1v （3）答案見(jiàn)解析

【解析】在一小段時(shí)間 內(nèi),金屬棒MN的位移為:
這個(gè)過(guò)程中面積的變化量:

由法拉第電磁感應(yīng)定律：

代入已知量得：E=BLv

（3）設(shè)有一小段長(zhǎng)為的電阻線(xiàn)，其橫截面積為S，電阻率為，密度為 ，通過(guò)它的電流為I，因?yàn)橥姰a(chǎn)生焦耳熱，使這段電阻線(xiàn)經(jīng)過(guò)時(shí)間，溫度升高 ，電流流過(guò)電阻線(xiàn)產(chǎn)生的焦耳熱： ，其中 ，此熱量的一部分被電阻線(xiàn)吸收，溫度升高，此過(guò)程滿(mǎn)足 ，其中，聯(lián)立得： ,由于k、c、、 都是常量，所以 ，表明當(dāng)電流越大時(shí)，若想讓單位時(shí)間內(nèi)升高的溫度少一些，則要求電阻線(xiàn)的橫截面積要大一些

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖甲是“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖。

（1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到斜槽末端切線(xiàn)________。每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了每次平拋________。

（2）圖乙是正確實(shí)驗(yàn)取得的數(shù)據(jù)，其中O為拋出點(diǎn)，則此小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為_(kāi)_______m/s。（g取9．8m/s2）

（3）在另一次實(shí)驗(yàn)中將白紙換成方格紙，每小格的邊長(zhǎng)L=5 cm，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，記錄了小球在運(yùn)動(dòng)途中的三個(gè)位置，如圖丙所示，則該小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為_(kāi)_______m/s；B點(diǎn)的豎直分速度為_(kāi)_______m/s。（g取10m/s2）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上，t =0時(shí)刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球接觸彈簧并將彈簧壓縮至最低點(diǎn)（形變?cè)趶椥韵薅葍?nèi)），然后又被彈起離開(kāi)彈簧，上升到一定高度后又下落，如此反復(fù)。通過(guò)安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測(cè)出該過(guò)程中彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示，則（ ）

A. t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球的速度先增大后減小

B. t1～t2 這段時(shí)間內(nèi)，小球的速度始終在增加

C. t1～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球的機(jī)械能守恒

D. t2時(shí)刻小球的機(jī)械能最大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某學(xué)生在研究串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，接成如圖所示的電路，接通S后，他將大內(nèi)阻的電壓表并聯(lián)在A，C兩點(diǎn)間，電壓表讀數(shù)為U，當(dāng)并聯(lián)在A，B兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)也為U，當(dāng)并聯(lián)在B，C兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表的讀數(shù)為零，則出現(xiàn)此種情況的原因可能是（R1，R2的阻值相差不大）（ ）

A. AB段斷路 B. BC段短路 C. AB段短路 D. BC段斷路

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用如圖所示的電路可以測(cè)量多個(gè)物理量。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：

兩個(gè)相同的待測(cè)電源（內(nèi)阻 ），電阻箱R1（最大阻值為999.9Ω），電阻箱R2（最大阻值為999.9Ω），

電壓表V（內(nèi)阻約為2kΩ），電流表A（內(nèi)阻約為2Ω），靈敏電流計(jì)G，兩個(gè)開(kāi)關(guān)S1、S2。

主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①按圖連接好電路，調(diào)節(jié)電阻箱R1和R2至最大，閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，再反復(fù)調(diào)節(jié)R1和R2，使電流計(jì)G的示數(shù)為0，讀出電流表A、電壓表V、電阻箱R1、電阻箱R2的示數(shù)分別為I1、U1、r1、r2；

②反復(fù)調(diào)節(jié)電阻箱R1和R2（與①中的電阻值不同），使電流計(jì)G的示數(shù)為0，讀出電流表A、電壓表

V的示數(shù)分別為I2、U2。

回答下列問(wèn)題：

（1）電流計(jì)G的示數(shù)為0時(shí)，電路中A和B兩點(diǎn)的電勢(shì) 和的關(guān)系為___________；

（2）電壓表的內(nèi)阻為_______，電流表的內(nèi)阻為________；

（3）電源的電動(dòng)勢(shì)E為________，內(nèi)阻r為_________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，從地面上的A點(diǎn)以速度v豎直向上拋出一小球，小球上升至最高點(diǎn)B后返回，O為A、B的中點(diǎn)，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的空氣阻力大小不變。下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 小球上升至O點(diǎn)時(shí)的速度等于0.5v；

B. 小球在上升過(guò)程中重力的沖量小于下降過(guò)程中重力的沖量

C. 小球在上升過(guò)程中合力的沖量小于下降過(guò)程中合為的沖量

D. 小球在上升過(guò)程中動(dòng)能的減少量等于下降過(guò)程中動(dòng)能的增加量

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶電粒子從A點(diǎn)以豎直向上的初速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)最高點(diǎn)B后回到與A在同一水平線(xiàn)上的C點(diǎn)，粒子從A到B過(guò)程中克服重力做功，電場(chǎng)力做功，則（ ）

A. 粒子在B點(diǎn)的動(dòng)能比在A點(diǎn)多

B. 粒子在C點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)少

C. 粒子在C點(diǎn)的機(jī)械能比在A點(diǎn)多

D. 粒子在C點(diǎn)的動(dòng)能為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】回旋加速器是現(xiàn)代高能物理研究中用來(lái)加速帶電粒子的常用裝置。圖1為回旋加速器原理示意圖，置于高真空中的兩個(gè)半徑為R的D形金屬盒，盒內(nèi)存在與盒面垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。兩盒間的距離很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間極短可以忽略不計(jì)。位于D形盒中心A處的粒子源能產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，粒子的初速度可以忽略。粒子通過(guò)兩盒間被加速，經(jīng)狹縫進(jìn)入盒內(nèi)磁場(chǎng)。兩盒間的加速電壓按圖2所示的余弦規(guī)律變化，其最大值為U0。加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用。已知t0=0時(shí)刻產(chǎn)生的粒子每次通過(guò)狹縫時(shí)都能被最大電壓加速。求

(1)兩盒間所加交變電壓的最大周期T0；

(2)t0=0時(shí)刻產(chǎn)生的粒子第1次和第2次經(jīng)過(guò)兩D形盒間狹縫后的軌道半徑之比；

(3) 與時(shí)刻產(chǎn)生的粒子到達(dá)出口處的時(shí)間差。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，圖甲是t=1s時(shí)的波形圖，圖乙是x=3m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，則下列說(shuō)法中正確的是 。(填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得3分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得6分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)

A. 該波沿x軸正方向傳播

B. 該波的傳播速度大小為2m/s

C. t=1s時(shí)，x=3m處的質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)

D. t=0時(shí)，x=1m處的質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)

E. 圖甲波形圖的波峰與圖乙振動(dòng)圖象的振幅相等

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