如圖甲，電阻為R=2的金屬線圈與一平行粗糙軌道相連并固定在水平面內(nèi)，軌道間 距為d =0.5m，虛線右側(cè)存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B1=0．1T，磁場內(nèi)外分別靜置垂直于導軌的金屬棒P和Q，其質(zhì)量m1=m2= 0．02kg，電阻R1=R2= 2．t=0時起對左側(cè)圓形線圈區(qū)域施加一個垂直于紙面的交變磁場B2，使得線圈中產(chǎn)生如圖乙所示的正弦交變電流（從M端流出時為電流正方向），整個過程兩根金屬棒都沒有滑動，不考慮P和Q電流的磁場以及導軌電阻．取重力加速度g= l0m/s2，

（1）若第1s內(nèi)線圈區(qū)域的磁場B2正在減弱，則其方向應是垂直紙面向里還是向外？
（2）假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，金屬棒與導軌間的滑動摩擦因數(shù)至少應是多少？
（3）求前4s內(nèi)回路產(chǎn)生的總焦耳熱．

(1) 垂直紙面向里(2) 0.25．(3) 24J

解析試題分析：（1）第1s內(nèi)線圈區(qū)域的磁場B2正在減弱，由圖乙知：線圈中電流方向沿順時針方向，根據(jù)楞次定律判斷得知，磁場B2的方向垂直紙面向里．
（2）由圖乙知，線圈中電流最大值為I0=2A，則通過Q棒的電流最大值為Im=1A;要使金屬棒靜止，安培力不大于最大靜摩擦力，則有 B1Imd≤μmg
得 ，故金屬棒與導軌間的滑動摩擦因數(shù)至少應是0.25．
（3）前4s內(nèi)電流的有效值為
回路的總電阻為R總=R+=2Ω+1Ω=3Ω
回路產(chǎn)生的總焦耳熱Q=I2R總t=24J
考點：楞次定律；物體的平衡；焦耳定律。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

如圖所示的是用伏安法測電阻的部分電路，當開關(guān)S分別接通a和b時，若電壓表的讀數(shù)有較大變化，說明電阻R的值       （填“較大”或“較小”，下同）；若電流表讀數(shù)有較大變化，說明電阻R的值              ．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）如圖所示，一U形金屬框的可動邊AC長0.1m，勻強磁場的磁感強度為0.5T，AC以8 m/s的速度水平向右移動，電阻R為5 Ω，（其它電阻均不計）．（1）計算感應電動勢的大��；（2）求出電阻R中的電流有多大? 

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）圖甲所示，水平放置的線圈匝數(shù)n＝200匝（圖中只畫2匝示意），直徑d1＝40 cm，電阻r＝2 Ω，線圈與阻值R＝6 Ω的電阻相連．在線圈的中心有一個直徑d2＝20 cm的圓形有界勻強磁場，磁感應強度按圖乙所示規(guī)律變化，規(guī)定垂直紙面向里的磁感應強度方向為正方向．試求：
(1) 電壓表的示數(shù)；
(2) 若撤去原磁場，在圖中直的虛線的右側(cè)空間加磁感應強度B＝0.5 T的勻強磁場，方向垂直紙面向里，試證明將線圈向左拉出磁場的過程中，通過電阻R上的電荷量為定值，并求出其值．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，在光滑絕緣的水平面上有一個用均勻剛性導體材料圍成的正方形線框abcd，其邊長為L，總電阻為R，放在磁感應強度為B，方向豎直向下的勻強磁場的左邊，圖中虛線MN為磁場的左邊界。線框在某恒力作用下向右運動，其中ab邊保持與MN平行。當線框以速度v0進入磁場區(qū)域時，它恰好能做勻速運動。在線框進入磁場的過程中， 求：

（1）線框的ab邊產(chǎn)生的感應電動勢的大小；
（2）線框a、b兩點的電勢差；
（3）線框產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（8分）太陽能電池是由許多個太陽能電池板組成的電池組，每個太陽能電池板相當于一個電池，可根據(jù)需要將幾個太陽能電池板串聯(lián)使用。已知：串聯(lián)電池組的電動勢等于各個電池的電動勢之和；串聯(lián)電池組的內(nèi)阻等于各個電池的內(nèi)阻之和。某一種太陽能電池板的開路電壓是600mV，短路電流是150mA。問：
（1）要用這種太陽能電池板向某個用電器供電，該用電器相當于功率為100mW、阻值為40Ω的電阻，要使這個用電器能夠正常工作，至少要用幾個太陽能電池板串聯(lián)起來向它供電？
（2）如果太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的效率是60%，這個太陽能電池組工作時，照到它的集光板上的太陽能的功率至少是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

在如圖所示的電路中，R1＝9 Ω，R2＝6 Ω，當開關(guān)S閉合時，R2上消耗的電功率為6W，當開關(guān)S斷開時，R1上消耗的電功率為2.25W，試求：

(1)開關(guān)S閉合時，通過電源的電流和電源兩端的電壓；
(2)電源的電動勢E和內(nèi)電阻r。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示電路，已知R2=1Ω，S斷開時，兩表讀數(shù)分別為0.5A和2.0V,  S閉合時，它們的讀數(shù)分別變化了0.1A和0.4V，兩表均視為理想表，求：

（1）R1的阻值；
（2）電源的電動勢和內(nèi)阻；
（3）S斷開時電源的輸出功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示電路，電源電動勢E=6V，內(nèi)阻r=1Ω．外電路中電阻R1=2Ω，R2=3Ω，R3=7.5Ω．電容器的電容C=4μF．求：電鍵S斷開后，電路穩(wěn)定時電容器的電量？

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同步練習冊答案