一個(gè)質(zhì)量為m、直徑為d、電阻為R的金屬圓環(huán)，在范圍很大的磁場(chǎng)中沿豎直方向下落，磁場(chǎng)的分布情況如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直方向的分量By的大小只隨高度變化，其隨高度y變化關(guān)系為By = B0(1 + ky)（此處k為比例常數(shù)，且k＞0），其中沿圓環(huán)軸線的磁場(chǎng)方向始終豎直向上，在下落過(guò)程中金屬圓環(huán)所在的平面始終保持水平，速度越來(lái)越大，最終穩(wěn)定為某一數(shù)值，稱為收尾速度。求

（1）圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向；

（2）圓環(huán)的收尾速度的大小。


 （1）根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針（俯視觀察）．①

（2）圓環(huán)下落高度為y時(shí)的磁通量為Φ＝BS＝Bπ＝B0(1 + ky)π      ②

設(shè)收尾速度為vm，以此速度運(yùn)動(dòng)Δt時(shí)間內(nèi)磁通量的變化為ΔΦ＝ΔBS＝B0 kπvmΔt  ③

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E＝＝B0 kπvm    ④

圓環(huán)中感應(yīng)電流的電功率為PE＝⑤

重力做功的功率為PG＝mgvm    ⑥

根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和和守恒定律有PE＝PG  ⑦

解得   ⑧


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：


如圖15所示。一水平傳送裝置有輪半徑均為R＝1/米的主動(dòng)輪和從動(dòng)輪及轉(zhuǎn)送帶等構(gòu)成。兩輪軸心相距8．0m，輪與傳送帶不打滑�，F(xiàn)用此裝置運(yùn)送一袋面粉，已知這袋面粉與傳送帶之間的動(dòng)摩擦力因素為＝0．4，這袋面粉中的面粉可不斷的從袋中滲出。

（1）當(dāng)傳送帶以4．0m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，將這袋面粉由左端正上方的A點(diǎn)輕放在傳送帶上后，這袋面粉由A端運(yùn)送到正上方的B端所用的時(shí)間為多少？

（2）要想盡快將這袋面粉由A端送到B端（設(shè)初速度仍為零），主動(dòng)能的轉(zhuǎn)速至少應(yīng)為多大？

（3）由于面粉的滲漏，在運(yùn)送這袋面粉的過(guò)程中會(huì)在深色傳送帶上留下白色的面粉的痕跡，這袋面粉在傳送帶上留下的痕跡最長(zhǎng)能有多長(zhǎng)（設(shè)袋的初速度仍為零）？此時(shí)主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速應(yīng)滿足何種條件？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖1所示，水平地面上有一輛小車，車上固定一個(gè)豎直光滑絕緣管，管的底部有一質(zhì)量g，電荷量+8×10-5C的小球，小球的直徑比管的內(nèi)徑略小。在管口所在水平面MN的下方存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度=15T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN面的上方還存在著豎直向上、場(chǎng)強(qiáng)E=25V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度=5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)�，F(xiàn)讓小車始終保持v=2m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng)，以帶電小球剛經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的邊界PQ為計(jì)時(shí)的起點(diǎn)，用力傳感器測(cè)得小球在管內(nèi)運(yùn)動(dòng)的這段時(shí)間，小球?qū)軅?cè)壁的彈力隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖2所示。g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力。求：

（1）小球進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度的大�。�

（2）小球出管口時(shí)（t=1s）對(duì)管側(cè)壁的彈力；

（3）小球離開(kāi)管口之后再次經(jīng)過(guò)水平面MN時(shí)距管口的距離△


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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示1－1（a）是某人設(shè)計(jì)的一種振動(dòng)發(fā)電裝置，它的結(jié)構(gòu)是一個(gè)半徑為r＝0.1 m的有20匝的線圈套在輻向形永久磁鐵槽中，磁場(chǎng)的磁感線均沿半徑方向均勻分布［其右視圖如圖（b）］．在線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小均為0.2 T．線圈的電阻為2Ω，它的引出線接有8Ω的電珠L(zhǎng)，外力推動(dòng)線圈的P端，作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，便有電流通過(guò)電珠．當(dāng)線圈向右的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖1－2所示時(shí)(x取向右為正)：

　　　　

圖1－1　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖1－2

⑴試畫出感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象［在圖（b）中取逆時(shí)針電流為正］．

⑵求每一次推動(dòng)線圈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的作用力．

⑶求該發(fā)電機(jī)的功率。（摩擦等損耗不計(jì)）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，兩平行的光滑金屬導(dǎo)軌安裝在一光滑絕緣斜面上，導(dǎo)軌間距為l、      足夠長(zhǎng)且電阻忽略不計(jì)，導(dǎo)軌平面的傾角為，條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向與導(dǎo)軌平面垂直。長(zhǎng)度為2d的絕緣桿將導(dǎo)體棒和正方形的單匝線框連接在一起組成“”型裝置，總質(zhì)量為m，置于導(dǎo)軌上。導(dǎo)體棒中通以大小恒為I的電流（由外接恒流源產(chǎn)生，圖中未圖出）。線框的邊長(zhǎng)為d（d < l），電阻為R，下邊與磁場(chǎng)區(qū)域上邊界重合。將裝置由靜止釋放，導(dǎo)體棒恰好運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)區(qū)域下邊界處返回，導(dǎo)體棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直。重力加速度為g。

求：（1）裝置從釋放到開(kāi)始返回的過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q；

   （2）線框第一次穿越磁場(chǎng)區(qū)域所需的時(shí)間t1 ；

   （3）經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后，線框上邊與磁場(chǎng)區(qū)域下邊界的最大距離m 。

                 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


太陽(yáng)現(xiàn)正處于主序星演化階段。它主要是由電子和、等原子核組成。維持太陽(yáng)輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，核反應(yīng)方程是2e+4→+釋放的核能，這些核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能。根據(jù)目前關(guān)于恒星演化的理論，若由于聚變反應(yīng)而使太陽(yáng)中的核數(shù)目從現(xiàn)有數(shù)減少10％，太陽(yáng)將離開(kāi)主序墾階段而轉(zhuǎn)入紅巨星的演化階段。為了簡(jiǎn)化，假定目前太陽(yáng)全部由電子和核組成。

（1）為了研究太陽(yáng)演化進(jìn)程，需知道目前太陽(yáng)的質(zhì)量M。已知地球半徑R=6.4×106 m，地球質(zhì)量m=6.0×1024 kg，日地中心的距離r=1.5×1011 m，地球表面處的重力加速度g=10 m/s2，1年約為3.2×107秒。試估算目前太陽(yáng)的質(zhì)量M。

（2）已知質(zhì)子質(zhì)量mp=1.6726×10－27 kg，質(zhì)量mα=6.6458×10－27 kg，電子質(zhì)量me=0.9×10－30 kg，光速c=3×108 m/s。求每發(fā)生一次題中所述的核聚變反應(yīng)所釋放的核能。

（3）又知地球上與太陽(yáng)光垂直的每平方米截面上，每秒通過(guò)的太陽(yáng)輻射能w=1.35×103 W/m2。試估算太陽(yáng)繼續(xù)保持在主序星階段還有多少年的壽命。

（估算結(jié)果只要求一位有效數(shù)字。）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


2013年12月2日，我國(guó)探月衛(wèi)星“嫦娥三號(hào)”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空，飛行軌道示意圖如圖所示．“嫦娥三號(hào)”從地面發(fā)射后奔向月球，先在軌道Ⅰ上運(yùn)行，在P點(diǎn)從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，Q為軌道Ⅱ上的近月點(diǎn)，則有關(guān)“嫦娥三號(hào)”下列說(shuō)法正確的是(    )

A．由于軌道Ⅱ與軌道Ⅰ都是繞月球運(yùn)行，因此“嫦娥三號(hào)”在兩軌道上運(yùn)行具有相同的周期

B．“嫦娥三號(hào)”從P到Q的過(guò)程中月球的萬(wàn)有引力做正功，速率不斷增大

C．由于“嫦娥三號(hào)” 在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)P的速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)P的速度，因此在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)P的加速度也小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)P的加速度

D．由于均繞月球運(yùn)行，“嫦娥三號(hào)”在軌道Ⅰ和軌道Ⅱ上具有相同的機(jī)械能

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，一足夠長(zhǎng)的固定斜面傾角，兩物塊A、B的質(zhì)量分別為、分別為1kg和4kg，它們與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。兩物塊之間的輕繩長(zhǎng)，輕繩承受的最大張力T＝12N，作用于B上沿斜面向上的力F逐漸增大，使A、B一起由靜止開(kāi)始沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，。（，）

⑴某一時(shí)刻輕繩被拉斷，求此時(shí)外力F的大小；

⑵若輕繩拉斷前瞬間A、B的速度為3m/s，繩斷后保持外力F不變，求當(dāng)A運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，A、B之間的距離。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


電影《智取威虎山》中有精彩而又刺激的解放軍戰(zhàn)士滑雪的鏡頭。假設(shè)某戰(zhàn)士從弧形的雪坡上沿水平方向飛出后，又落回到傾斜的雪坡上，如圖所示，若傾斜的雪坡傾角為θ，戰(zhàn)士飛出時(shí)的水平速度大小為v0，且他飛出后在空中的姿勢(shì)保持不變，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，則

A．如果v0不同，該戰(zhàn)士落到雪坡時(shí)的位置不同，速度方向也不同

B．如果v0不同，該戰(zhàn)士落到雪坡時(shí)的位置不同，但空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同

C．該戰(zhàn)士剛要落到雪坡上時(shí)的速度大小是

D．該戰(zhàn)士在空中經(jīng)歷的時(shí)間是

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