【題目】電磁彈射是我國(guó)最新研究的重大科技項(xiàng)目，原理可用下述模型說明。如圖甲所示，虛線MN右側(cè)存在一個(gè)豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一邊長(zhǎng)L的正方形單匝金屬線框abcd放在光滑水平面上，電阻為R，質(zhì)量為m，ab邊在磁場(chǎng)外側(cè)緊靠MN虛線邊界。t＝0時(shí)起磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律是B＝B0＋kt(k為大于零的常數(shù))，空氣阻力忽略不計(jì)。

(1)求t＝0時(shí)刻，線框中感應(yīng)電流的功率P；

(2)若線框cd邊穿出磁場(chǎng)時(shí)速度為v，求線框穿出磁場(chǎng)過程中，安培力對(duì)線框所做的功W及通過導(dǎo)線截面的電荷量q；

(3)若用相同的金屬線繞制相同大小的n匝線框，如圖乙所示，在線框上加一質(zhì)量為M的負(fù)載物，證明：載物線框匝數(shù)越多，t＝0時(shí)線框加速度越大。

【答案】（1） （2） （3）可知，n越大，a越大

【解析】(1)t＝0時(shí)刻線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E0＝L2

功率：P＝

解得：P＝

(2)由動(dòng)能定理有：W＝ΔEk

解得：W＝mv2

穿出過程線框中的平均電動(dòng)勢(shì)： ＝

線框中的電流：

通過的電量：q＝Δt

解得：q＝

(3)n匝線框中t＝0時(shí)刻產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E＝n

線框的總電阻：R總＝nR

線框中的電流：I＝

t＝0時(shí)刻線框受到的安培力：F＝nB0IL

設(shè)線框的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律有：F＝(nm＋M)a

解得：a＝可知，n越大，a越大。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。圖中斜槽與水平槽平滑連接，按要求安裝好儀器后開始實(shí)驗(yàn)。先不放被碰小球，使入射球從斜槽上的M點(diǎn)由靜止?jié)L下落地，重復(fù)實(shí)驗(yàn)若干次；然后把被碰小球靜止放在槽的水平部分的前端邊緣N處(槽口)，再使入射球從斜槽上的M點(diǎn)由靜止?jié)L下。重復(fù)實(shí)驗(yàn)若干次，并在白紙上記錄下重錘在記錄紙上的豎直投影點(diǎn)和每次實(shí)驗(yàn)時(shí)小球落點(diǎn)的平均位置，從左至右依次為O、A、B、C點(diǎn)，測(cè)得兩小鋼球直徑相等，入射小球和被碰小球的質(zhì)量分別為m1、m2，且m1=2m2。

下列有關(guān)本實(shí)驗(yàn)的說法中正確的有：

A.未放被碰小球和放了被碰小球m2時(shí)，入射小球m1的落點(diǎn)分別為A、B

B.未放被碰小球和放了被碰小球m2時(shí)，入射小球m1的落點(diǎn)分別為B、A

C.未放被碰小球和放了被碰小球m2時(shí)，入射小球m1的落點(diǎn)分別為C、A

D.在誤差允許的范圍內(nèi)若測(cè)得|OC|＝2|AB|，則說明碰撞過程中由m1、m2兩球組成的系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒定律

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一質(zhì)量為m的物塊A與直立輕彈簧的上端連接，彈簧的下端固定在地面上，一質(zhì)量也為m的物塊B疊放在A的上面，A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)．若A、B粘連在一起，用一豎直向上的拉力緩慢上提B，當(dāng)拉力的大小為時(shí)，A物塊上升的高度為L(zhǎng)，此過程中，該拉力做功為W；若A、B不粘連，用一豎直向上的恒力F作用在B上，當(dāng)A物塊上升的高度也為L(zhǎng)時(shí)，A與B恰好分離．重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，求：

（1）恒力F的大小；

（2）A與B恰分離時(shí)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，某小型發(fā)電站發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓為500 V，輸出的電功率為50 kW，用電阻為3 Ω的輸電線向遠(yuǎn)處送電，要求輸電線上損失功率為輸電功率的0．6%，則發(fā)電站要安裝一升壓變壓器，到達(dá)用戶再用降壓變壓器變?yōu)?20 V供用戶使用（兩個(gè)變壓器均為理想變壓器）．對(duì)整個(gè)送電過程，下列說法正確的是 （ ）

A．輸電線上的損失功率為300 W

B．升壓變壓器的匝數(shù)比為1∶100

C．輸電線上的電流為10A

D．降壓變壓器的輸入電壓為4970 V

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩條足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF傾斜放置，間距為L，與水平方向夾角為θ 。導(dǎo)軌的底端接有阻值為R電阻，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)�，F(xiàn)有一垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)大小為B，金屬桿ab長(zhǎng)也為L，質(zhì)量為m，電阻為r，置于導(dǎo)軌底端。給金屬桿ab一平行導(dǎo)軌向上的初速度v0，經(jīng)過一段時(shí)間后返回底端時(shí)已經(jīng)勻速。金屬桿在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。求

（1）金屬桿ab剛向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過電阻R的電流方向；

（2）金屬桿ab返回時(shí)速度大小及金屬桿ab從底端出發(fā)到返回底端電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱；

（3）金屬桿ab從底端出發(fā)到返回底端所需要的時(shí)間。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】由于人們行走時(shí)鞋子和地板摩擦產(chǎn)生靜電，帶電的離子會(huì)在地板表面對(duì)空氣中的灰塵產(chǎn)生吸引，對(duì)于電腦機(jī)房，電子廠房等單位會(huì)造成一定的影響．防靜電地板又叫做耗散靜電地板，是一種地板，當(dāng)它接地或連接到任何較低電勢(shì)點(diǎn)時(shí)，使電荷能夠耗散，地板在施工中，地板下面要鋪設(shè)鋁箔，鋁箔要連接到地下預(yù)埋導(dǎo)體．下列關(guān)于防靜電地板正確的是

A. 地板下面要鋪設(shè)鋁箔的作用是防潮

B. 地板必須是絕緣體材料

C. 地板必須是導(dǎo)電的，如地板中含有導(dǎo)電纖維

D. 只要地板下面鋪設(shè)鋁箔，地板材料無所謂絕緣體或?qū)щ?/span>

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如上圖所示，套在足夠長(zhǎng)的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球，其質(zhì)量為m，帶電荷量為q，小球可在棒上滑動(dòng)，現(xiàn)將此棒豎直放入沿水平方向且互相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中．設(shè)小球的帶電量不變，小球由靜止下滑的過程中(　　)

A. 小球的加速度一直增大

B. 小球的速度一直增大，直到最后勻速

C. 桿對(duì)小球的彈力一直減小

D. 小球所受洛倫茲力一直增大，直到最后不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m=4kg的圓柱體卡在質(zhì)量為M=2kg的凹槽內(nèi)，凹槽右壁豎直，左邊是傾角為θ=37°的斜面，圓柱體與槽面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為=0.2，將槽放在水平桌面上，槽的底面CEHD與桌面接觸(圖中字母D未標(biāo)出)，槽與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5�，F(xiàn)用平行于AB的水平力F推圓柱體，圓柱體恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，cos37°=0.8，sin37°=0.6，g取10m/s，則下列說法正確的是

A. 凹槽對(duì)圓柱體的摩擦力大小為10N

B. 水平推力F大小為16N

C. 桌面對(duì)凹槽的摩擦力大小為16N

D. 若撤去推力F，再將DH邊緩慢抬高使槽的底面CEHD與桌面成30°角，在此過程中圓柱體將要下滑

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某興趣小組自制一小型發(fā)電機(jī)，使線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化的圖象如圖所示，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)周期為T，線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em．則

A. 在時(shí)，磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直

B. 在時(shí)，線圈中的磁通量變化率最大

C. 線圈中電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值

D. 若線圈轉(zhuǎn)速增大為原來的2倍，則線圈中電動(dòng)勢(shì)變?yōu)樵瓉淼?/span>4倍

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