當前位置： 2022-2023學年河北省邯鄲市武安三中高二（上）期末物理試卷> 試題詳情

為了提高自行車夜間行駛的安全性，小明同學設計了一種“閃爍”裝置。如圖所示，自行車后輪由半徑r₁=0.1m的金屬內圈、半徑r₂=0.4m的金屬外圈和絕緣幅條構成，后輪的內、外圈之間等間隔地接有6根金屬條，每根金屬條的中間均串聯(lián)有一阻值R=1Ω的小燈泡（可視為定值電阻）。在支架上裝有磁鐵，形成了磁感應強度大小
B
=
4
π
T
、方向垂直紙面向外，張角
θ
=
π
6
的“扇形”勻強磁場，后輪以角速度ω=2πrad/s相對于轉軸轉動。若不計其他電阻，忽略磁場的邊緣效應。
（1）當金屬條ab進入“扇形”磁場時，求感應電動勢E，并指出ab上的電流方向；
（2）進入磁場的燈泡恰好能正常工作，求該燈泡的額定電壓；
（3）在（2）的條件下，小明同學騎行了20分鐘，求小明同學因為加入“閃爍”裝置而額外做的功。

【考點】電磁感應過程中的能量類問題；導體平動切割磁感線產生的感應電動勢；閉合電路歐姆定律的內容和表達式．

【答案】見試題解答內容

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：10引用：1難度：0.3

相似題

1．如圖所示，水平的平行虛線間距為d,中間有沿水平方向的勻強磁場。一個阻值為R的正方形金屬線圈邊長l＜d,線圈質量為m,線圈在磁場上方某一高度處由靜止釋放，保持線圈平面與磁場方向垂直，其下邊緣剛進入磁場和剛穿出磁場時的速度相等，不計空氣阻力，重力加速度為g,則（　　）?

A．線圈進，出磁場過程中感應電流均沿逆時針方向

B．線圈下邊緣剛進入磁場時的加速度最小

C．線圈在進入磁場和穿出磁場過程中產生的焦耳熱之和為mg（d+l）

D．線圈在進入磁場和穿出磁場過程中產生的焦耳熱之和為2mgd

發(fā)布：2024/10/18 0:0:1組卷：189引用：3難度：0.5

解析

2．如圖所示，足夠長的傾角θ=37°平行金屬導軌間距L=1m,在水平虛線的上方導軌光滑，且有垂直于導軌平面向下的勻強磁場B₁，水平虛線下方導軌粗糙，且有平行于導軌平面向下的勻強磁場B₂，且B₁=B₂=1T。質量均為m=0.1kg,電阻均為R=1Ω的導體棒ab、cd垂直放置在導軌上，開始時給兩導體棒施加約束力使它們靜止在斜面上，現給ab棒施加沿斜面向上的拉力F，同時撤去對兩導體棒的約束力，使ab沿斜面向上以a=1m/s²的加速度做勻加速直線運動，cd棒沿斜面向下運動，運動過程中導體棒始終與導軌垂直并接觸良好。已知導軌和cd棒之間的摩擦因數為0.5，導軌的電阻不計，g=10m/s²，sin37°=0.6；cos37°=0.8，求：?
（1）當cd棒向下運動的速度達到最大時，ab棒此時受到的拉力大小和速度大??；
（2）當回路中的瞬時電功率為2W時，在此過程中，通過ab棒橫截面的電量；
（3）已知當cd棒速度最大時，拉力F做功0.3J，求ab棒上產生的焦耳熱。
發(fā)布：2024/10/18 0:0:1組卷：94難度：0.3
解析
3．如圖所示，平行光滑金屬導軌M₁N₁和M₂N₂與水平面的夾角為37°，兩導軌間距為L，放置于水平面內的n匝圓形金屬線圈半徑為d；導軌M₁端和M₂端用導線與圓形線圈相連；質量為m的金屬棒CD跨接在兩平行導軌上并與兩導軌垂直。兩平行導軌間CD所在區(qū)域有垂直導軌平面向上的勻強磁場，該磁場磁感應強度大小恒為B₀，圓形線圈所在位置有豎直向上的磁場，該磁場隨時間按，B=kt的規(guī)律均勻變化，使CD棒始終保持靜止。若金屬棒CD電阻為R，金屬圓形線圈電阻為r,其余電阻不計，取sin37°=0.6，重力加速度為g。求：
（1）CD中電流的大小和方向；
（2）CD棒的質量。
發(fā)布：2024/10/17 0:0:1組卷：21引用：1難度：0.5
解析

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