【題目】電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生活生產(chǎn)中有著大量的應(yīng)用，如電磁阻尼就大量應(yīng)用于各種緩沖或制動裝置中。某制動裝置可簡化為以下模型：由涂有絕緣漆的一根導(dǎo)線繞制成質(zhì)量為m、匝數(shù)為n的閉合矩形線框，長為2L，寬為L，總電阻為R，其右側(cè)有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，線框以初速度v0在光滑水平面上向右運動，進入磁場并運動了距離L時，速度減為零，從而實現(xiàn)對線框的制動。在該過程中，求：

(1)線框產(chǎn)生的焦耳熱；

(2)通過導(dǎo)線某橫截面的電量；

(3)線框的最大加速度大小.

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)對線框，由能量守恒定律求出線框產(chǎn)生的焦耳熱.(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律求出平均感應(yīng)電動勢，由歐姆定律求出平均感應(yīng)電流，由電流定義式求出通過導(dǎo)線的電荷量.(3)由安培力公式求出安培力，應(yīng)用牛頓第二定律求出線框的加速度.

(1)由能量守恒定律可知，線框產(chǎn)生的焦耳熱為：

(2)線框進入磁場時的感應(yīng)電動勢為：

平均感應(yīng)電流為：

通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為：

解得：

(3)線框剛進入磁場時所受安培力最大，加速最大

線框剛進入磁場時的感應(yīng)電動勢為：E=nBLv0

感應(yīng)電流為：

安培力為：

對線框，由牛頓第二定律得：

解得最大加速度為：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小張同學(xué)測量一節(jié)蓄電池的電動勢（約為2V）和內(nèi)阻（蓄電池內(nèi)阻非常小）的實驗中，為防止滑動變阻器電阻過小時，由于電流過大而損壞器材，電路中用了一個定值電阻R．實驗時蓄電池、開關(guān)、導(dǎo)線、選用電流表（量程3A）與電壓表（量程3V）、滑動變阻器（0～5Ω）連接電路圖

（1）現(xiàn)有兩個定值電阻R，小張選擇哪一個更合理？_____

A．定值電阻（1Ω、額定功率5W）B．定值電阻（10Ω、額定功率10W）

（2）小張同學(xué)按圖甲電路圖進行連接，請你在圖丙中完成實物圖________。

（3）若小張用如圖乙所示電路，分別測出兩組數(shù)據(jù)記為U1、I1與U2、I2，已知定值電阻為R0，可粗測出蓄電池的電動勢E＝_____，內(nèi)阻r＝_____。（用字母U1、I2、U2、I2、R0來表示）

（4）為減小實驗誤差，你認為小張選擇哪一個電路圖_____（填“甲”或“乙”）更合理。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一帶負電的粒子只在電場力作用下沿x軸正向運動，其電勢能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中0～x2段是關(guān)于直線x＝x1對稱的曲線，x2～x3段是直線，則下列說法正確的是（　�。�

A. x1處電場強度最小，但不為零

B. 粒子在0～x2段做勻變速運動，x2～x3段做勻速直線運動

C. 在0、x1、x2、x3處電勢φ0、φ1，φ2，φ3，的關(guān)系為φ3＞φ2＝φ0＞φ1

D. x2～x3段的電場強度大小方向均不變，為一定值

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用如圖所示的電路，測定一個自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻RL，實驗室提供下列器材：

①待測線圈L，阻值約為2Ω，額定電流為2A

②電流表A1量程為0.6A，內(nèi)阻r1為0.2Ω

③電流表A2量程為3A，內(nèi)阻r2約為0.2Ω

④變阻器R1阻值為0-10Ω，變阻器R2阻值為0-1kΩ

⑤電池 E，電動勢為9V，內(nèi)阻很小

⑥定值電阻 R3=10Ω，R4=1000Ω

⑦開關(guān)S1，S2

要求實驗時，改變變阻器的阻值，待電路穩(wěn)定時，可使在盡可能大的范圍內(nèi)測得多組A1表、A2表的讀數(shù)I1、I2，利用I2-I1的圖象，求出電感線圈的電阻．

（1）實驗中定值電阻應(yīng)選用 ______ ，變阻器應(yīng)選用 ______ ．（填代號）

（2）I2-I1對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式為 ____________ ．（選用題干所給出的物理符號表示）

（3）實驗結(jié)束時應(yīng)先斷開開關(guān) ______ ，后斷開開關(guān) ______ ．

（4）已知I2-I1圖象的斜率為6.0，則電感線圈的直流電阻為 ______ ．（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在y>0的空間中存在著垂直xoy平面向外的勻強磁場，在y<0的空間中存在著平行于xoy平面的勻強電場，場強方向與x軸負方向成45°角斜向上。一質(zhì)量為m，帶電量為q的帶正電粒子從坐標原點以初速度進入磁場，方向與x軸負方向成45°角斜向上，然后經(jīng)過M點進入電場，并與y軸負半軸相交于N點。已知M點坐標為(L，0)，N點坐標為(0，－)(不考慮粒子所受的重力)求：

(1)勻強磁場的磁感應(yīng)強度；

(2)勻強電場的電場強度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于磁感應(yīng)強度，下列說法中正確的是　　

A. 磁感應(yīng)強度的方向，就是小磁針北極所受磁場力的方向

B. 由知，B與F成正比，與IL成反比

C. 由知，一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力，說明該處一定無磁場

D. 若長為L、電流為I的導(dǎo)線在某處受到的磁場力為F，則該處的磁感應(yīng)強度必為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了研究某種透明新材料的光學(xué)性質(zhì)，將其壓制成半圓柱形，如圖(a)所示。一束激光由真空沿半圓柱體的徑向與其底面過O的法線成θ角射入。CD為光學(xué)傳感器，可以探測光的強度。從AB面反射回來的光強隨角θ變化的情況如圖(b)所示。現(xiàn)在將這種新材料制成的一根光導(dǎo)纖維束彎成半圓形，暴露于空氣中(假設(shè)空氣中的折射率與真空相同)，設(shè)半圓形外半徑為R，光導(dǎo)纖維束的半徑為r。求：

(i)這種新材料的折射率；

(ii)用同種激光垂直于光導(dǎo)纖維束端面EF射入，如圖(c)。若該束激光不從光導(dǎo)纖維束側(cè)面外泄，則彎成的半圓形半徑R與纖維束半徑r應(yīng)滿足的關(guān)系。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在半導(dǎo)體離子注入工藝中，初速度可忽略的離子P+和P3+，經(jīng)電壓為U的電場加速后，垂直進入磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向里，有一定的寬度的勻強磁場區(qū)域，如圖所示．已知離子P+在磁場中轉(zhuǎn)過θ=30°后從磁場右邊界射出．在電場和磁場中運動時，離子P+和P3+（　　）

A. 在電場中的加速度之比為1：1

B. 在磁場中運動的半徑之比為 3：1

C. 在磁場中轉(zhuǎn)過的角度之比為1：2

D. 離開電場區(qū)域時的動能之比為1：3

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，兩足夠長的光滑平行導(dǎo)軌水平放置，處于磁感應(yīng)強度為B、方向豎直向上的勻強磁場中，導(dǎo)軌間距為L，一端連接阻值為R的電阻。一金屬棒垂直導(dǎo)軌放置，質(zhì)量為m，接入電路的電阻為r。水平放置的輕彈簧左端固定，右端與金屬桿中點鏈接，彈簧勁度系數(shù)為k。裝置處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)給導(dǎo)體棒一個水平向右的初速度v0，第一次運動到最右端時，棒的加速度為a，棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計，彈簧在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g，求：

（1）金屬棒開始運動時受到的安培力F的大小和方向;

（2）金屬棒從開始運動到第一次運動到最右端時，通過R的電荷量q；

（3）金屬棒從開始運動到最終停止的整個過程中，R上產(chǎn)生的熱量Q。

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