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1. 如图所示为法拉第圆盘发电机,半径为r的导体圆盘绕过圆盘中心的竖直轴以恒定的角速度
逆时针旋转(从上往下看),空间中存在竖直向上的匀强磁场,两电刷分别与圆盘中心轴和边缘接触,电刷间接有阻值为R的电阻,圆盘的电阻也为R。下列说法正确的是( )
A.
实验过程中,能产生感应电动势是因为穿过圆盘的磁通量发生了变化
B.
电阻R中电流方向由b到a
C.
电阻R两端的电压等于
D.
若角速度变为原来的2倍,则R上的热功率变为原来的4倍
【考点】
导体切割磁感线时的感应电动势;
【答案】
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1. 法拉第圆盘发电机的示意图如图所示.铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触.圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中.圆盘旋转时,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是( )
A.
若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定
B.
若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流动
C.
若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化
D.
若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
多选题
容易
2. 两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为
L
, 底端接阻值为
R
的电阻
将质量为
m
的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为
B
的匀强磁场垂直,如图所示
除电阻
R
外其余电阻不计
现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则
A.
释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度
g
B.
金属棒向下运动时,流过电阻
R
的电流方向为
C.
金属棒的速度为
v
时,所受的安培力大小为
D.
金属棒下落过程中,电阻
R
上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少
多选题
容易
1. 如图甲所示,发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具,它在飞行时能够发光。某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化:如图乙所示,半径为
导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心
的金属轴
以角速度
逆时针匀速转动(俯视)。圆环上接有三根电阻均为
金属辐条
、
、
, 辐条互成
角。在圆环左半部分张角也为
角的范围内(两条虚线之间)分布着方向垂直圆环平面向下磁感应强度大小为
的匀强磁场,在转轴
与圆环的边缘之间通过电刷
、
与一个LED灯(二极管)相连。假设LED灯电阻也为
, 圆环电阻不计,从辐条
进入磁场开始计时,下列说法中正确的是( )
A.
金属辐条在磁场中旋转产生的是正弦式交变电流
B.
辐条
进入磁场中,
点电势小于
点电势
C.
辐条
在磁场中转动的过程中,
、
两端电压为
D.
辐条
在磁场中转动的过程中,通过辐条
的电流为
多选题
普通
2. 如图所示,有两根与水平方向成
角的光滑平行的足够长的金属导轨。滑动变阻器接入电路的电阻值为R(最大阻值足够大),导轨的宽度L=0.5 m,空间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度的大小B=1 T。一根质量m=1 kg、内阻r=1
的金属杆从导轨上端由静止滑下。经过足够长的时间后,金属杆的速度达到最大速度
, 取g=10m/s
2
, 不计导轨电阻,则有( )
A.
R越小,
越大
B.
金属杆的最大速度大于或等于20 m/s
C.
若R不变,m变小,则
变大
D.
若R=1
, 则金属杆的最大速度为40 m/s
多选题
普通
3. 有一半径为R,电阻率为ρ,密度为d的均匀圆环落入磁感应强度为B的径向磁场中,圆环的截面半径为r(r≪R),如图(a)、(b)所示.当圆环在加速下落时某一时刻的速度为v,则
A.
此时整个圆环的电动势E=2Bvπr
B.
忽略电感的影响,此时圆环中的电流I=
C.
此时圆环的加速度a=
D.
如果径向磁场足够长,则圆环的最大速度v
m
=
多选题
普通
1. 我国自主研制的C919 飞机机长38.9米、翼展35.8米,北京地区地磁场的竖直分量约为4.5×10
-5
T,水平分量约为:3.0×10
-5
T。该机在北京郊区水平试飞速度为声速(约 330m/s) 的0.8倍。有关C919飞机的说法正确的是( )
A.
C919飞机往北飞的时候,西面机翼的电势较低。两侧机翼的最大电势差约为0.42伏
B.
C919飞机往南飞的时候,西面机翼的电势较低。两侧机翼的最大电势差约为0.26伏
C.
无论C919飞机往哪个方向飞,都是左边机翼的电势较低。两侧机翼的最大电势差约为0.26伏
D.
无论C919飞机往哪个方向飞,都是右边机翼的电势较低。两侧机翼的最大电势差约为0.42伏
单选题
普通
2. 如图所示,水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ,分别用相同材料,不同粗细的导线绕制
Ⅰ为细导线
两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落,再进入磁场,最后落到地面,运动过程中,线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界
设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为
、
,在磁场中运动时产生的热量分别为
、
不计空气阻力,已知线框电阻与导线长度成正比,与导线横截面积成反比,则( )
A.
,
B.
,
C.
,
D.
,
单选题
普通
3. 歼-20是我国研制的一款具备高隐身性、高态势感知、高机动性的第五代双发重型隐形战斗机,将担负中国空军未来对空、对海的主权维护任务。如图所示歼-20战机,机身长为
, 机翼两端点
的距离为
, 以速度
沿水平方向在我国上空匀速飞行,已知战斗机所在空间地磁场磁感应强度的坚直分量大小为
, C、
两点间的电势差的绝对值为
则( )
A.
点电势高于
点电势
B.
点电势高于
点电势
C.
点电势高于
点电势
D.
点电势高于
点电势
单选题
普通
1. 如图1所示,倾角为
的斜面上平行放置两根足够长金属导轨,间距为
, 导轨下端接一阻值为
的定值电阻,一质量为
的金属杆垂直放在导轨上,通过一根不可伸长的绝缘细绳跨过光滑定滑轮与质量为
的重物连接,整个空间有垂直于斜面向下的匀强磁场,磁感应强度大小
. 已知金属杆与导轨间的动摩擦因数为
, 最大静摩擦力等于滑动摩擦力,除R外,其余电阻不计,
, g取
。现由静止释放重物,求:
(1)
刚释放重物的瞬间,金属杆的加速度大小;
(2)
金属杆的最大速度和达到最大速度后电阻R消耗的电功率;
(3)
若将定值电阻换成电容为C的电容器,如图2所示,电容器初始不带电,重新由静止释放重物,金属杆向上运动的加速度是否恒定?若恒定,请证明并求出加速度的表达式;若不恒定,也请证明。
解答题
困难
2. 如图甲所示,电阻
, 平行于斜面底边CD的导体棒AB电阻
, 放在倾角
足够长的光滑平行导轨上,导体棒AB的长度等于导轨宽度为
, PQCD区域内有垂直于导轨的匀强磁场,该区域面积
, 匀强磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。导体棒AB在
时由静止释放,在
时进入磁场区域,并恰好做匀速直线运动,重力加速度g取
,
, 不计空气阻力,求:
(1)
导体棒AB释放处与PQ的距离以及导体棒AB进入磁场时的感应电动势;
(2)
在前1.5s内电路中产生的内能。
解答题
普通
3. 如图所示,水平导体棒
的质量
, 长
, 接入电路的阻值
, 其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上,两圆环半径均为
, 电阻均不计。阻值为
的电阻
用导线(电阻可忽略)与圆环相连接,理想交流电压表V(未画出)接在电阻
两端。整个空间有磁感应强度大小
、方向竖直向下的匀强磁场。导体棒
在外力
作用下以速率
绕两圆环的中心轴
匀速转动。
时,导体棒
在圆环最低点,重力加速度
。
(1)
推导出电阻
两端电压随时间变化的表达式;
(2)
求
时间内,通过电阻
的电荷量和外力
做的功。
解答题
困难
1. 如图1所示,光滑的平行导电轨道水平固定在桌面上,轨道间连接一可变电阻,导体杆与轨道垂直并接触良好(不计杆和轨道的电阻),整个装置处在垂直于轨道平面向上的匀强磁场中。杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动,两次运动中拉力大小与速率的关系如图2所示。其中,第一次对应直线①,初始拉力大小为F
0
, 改变电阻阻值和磁感应强度大小后,第二次对应直线②,初始拉力大小为2F
0
, 两直线交点的纵坐标为3F
0
。若第一次和第二次运动中的磁感应强度大小之比为k、电阻的阻值之比为m、杆从静止开始运动相同位移的时间之比为n,则k、m、n可能为( )
A.
k = 2、m = 2、n = 2
B.
C.
D.
单选题
困难
2. 如图,两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,一根导轨位于
轴上,另一根由
、
、
三段直导轨组成,其中
段与
轴平行,导轨左端接入一电阻
。导轨上一金属棒
沿
轴正向以速度
保持匀速运动,
时刻通过坐标原点
,金属棒始终与
轴垂直。设运动过程中通过电阻的电流强度为
,金属棒受到安培力的大小为
,金属棒克服安培力做功的功率为
,电阻两端的电压为
,导轨与金属棒接触良好,忽略导轨与金属棒的电阻。下列图像可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
多选题
普通
3. 如图所示,
平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为
的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场.边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点、在
平面内以角速度
顺时针匀速转动.
时刻,金属框开始进入第一象限.不考虑自感影响,关于金属框中感应电动势E随时间t变化规律的描述正确的是( )
A.
在
到
的过程中,E一直增大
B.
在
到
的过程中,E先增大后减小
C.
在
到
的过程中,E的变化率一直增大
D.
在
到
的过程中,E的变化率一直减小
多选题
困难