题目内容

10．如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R的定值电阻．导体棒ab长l=0.5m，其电阻为r，与导轨接触良好．整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.6T．现在在导体棒ab上施加一个水平向右的力F，使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动时，求：
（1）ab中的感应电动势多大？
（2）ab中电流的方向如何？ab棒哪端电势高？
（3）若定值电阻R=3.0Ω，导体棒的电阻不计，则F的大小及F的功率多大．

分析 （1）导体棒向右切割磁感线产生感应电动势，由E=BLv求解感应电动势．
（2）由右手定则判断ab中电流的方向．
（3）由欧姆定律求出电路中电流，由F=BIL求出安培力大小，由于导体棒匀速运动，则知F与安培力平衡．

解答 解：（1）根据法拉第电磁感应定律，则有ab中感应电动势：E=BLv=3.0V
（2）根据楞次定律，感应电流方向，b→a；
因电源内部电流方向由负极到正极，则a端高
（3）根据闭合电路欧姆定律，则有：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{3}{3}$=1A
F=BIL=0.6×1×0.5=0.3N
故外力的功率P=F外V=0.3×10=3W
答：（1）ab中的感应电动势3V；
（2）ab中电流的方向b→a，ab棒a端电势高；
（3）若定值电阻R=3.0Ω，导体棒的电阻不计，则F的大小0.3N及F的功率3W．

点评 本题是电磁感应与电路知识、力学知识的综合，掌握法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式是解题的关键，常规题，不容有失．

练习册系列答案
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20．如图所示，沿水平方向放置的平行金属板a和b，分别与电源的正负极相连．a，b板的中央沿竖直方向各有一个小孔，带正电的液滴从小孔的正上方P点由静止自由落下，先后穿过两个小孔后速度为v1，现进行下列操作后相同的液滴仍从P点自由落下，先后穿过两个小孔后速度v2；下列说法中正确的是（　　）
A．若K电键保持闭合，向下移动b板，则v2＞v1
B．若电键K闭合一段时间后再断开，向下移动b板，则v2＞v1
C．若电键K保持闭合，无论向上或向下移动b板，则v2=v1
D．若电键K闭合一段时间再断开，无论向上或向下移动a板，则v2＜v1
1．如图所示，单匝线圈ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度2v匀速进入同一匀强磁场．（　　）
A．第二次与第一次线圈中电流之比2：1
B．第二次与第一次外力做功的功率之比2：1
C．第二次与第一次线圈中产生热量之比4：1
D．第二次与第一次流过线圈的电荷量之比 2：1
18．关于原子核的结合能，下列说法正确的是（　　）
A．核子结合成原子核时核力做正功，将放出能量，这部分能量等于原子核的结合能
B．原子核的结合能等于使其分解为核子所需的最小能量
C．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能
D．结合能是由于核子结合成原子核而具有的能量
E．居里夫妇用α粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变
5．如图所示，一束光线以60°的入射角射到一水平放置的平面镜上，反射后在上方与平面镜平行的光屏上留下一光点P，现在将一块上下两面平行的透明体平放在平面镜上，则进入透明体的光线经平面镜反射后再从透明体的上表面射出，打在光屏上的P′点，与原来相比向左平移了2$\sqrt{3}$cm，已知透明体对光的折射率为$\sqrt{3}$．求
（1）透明体的厚度  
（2）光在透明体里运动的时间．
15．实践证明开普勒三定律也适用于人造地球卫星的运动，如图所示，卫星沿半径为R的圆周围绕着地球运动，其运动周期为T，如果卫星沿椭圆轨道运行，直至要下落返回地面，可在轨道的某一点A处将速率降低到适当数值，从而使卫星沿着以地心O为焦点的椭圆轨道运动，轨道与地球表面相切于B点，求卫星由A点运动到B点的时间（图中R0是地球半径，圆形轨道作为椭圆轨道的一种特殊形式）
2．测定电流表内电阻的实验中备用的器件有：
A．小量程电流表G（量程0～100μA）
B．电阻箱（阻值范围0～999.9Ω）
C．电阻箱（阻值范围0～99999Ω）
D．电源（电动势2V，有内阻）
E．电源（电动势6V，有内阻）
F．开关和导线
（1）如果采用如图所示的电路测定小量程电流G的电阻值且要想得到较高的精确度，那么以上备用器件中，电阻R1应选用C，可变电阻R2应选用B，电源E应选用E．（均用字母代号填写）
某同学利用该电路图两次测量电流表内电阻的实验操作步骤如下：
（2）第一次测量：合上S1，断开S2，调节电阻箱R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度，再合上S2，调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的$\frac{2}{3}$，读出R2的阻值为R0，则电流表内电阻Rg的测量值为$\frac{{R}_{0}}{2}$．
（3）第二次测量：合上S1，断开S2，调节电阻箱R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度，再合上S2，调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半时，读出R2的阻值为R0′，则电流表内电阻Rg的测量值为R0′．
10．据报道：2014年3月27日，泰国通过“北斗卫星”搜寻马航失联客机时，在南印度洋发现了大约300个疑似与失联客机有关的漂浮物．“北斗卫星”系统的核心功能是导航和定位．据了解，使用国产北斗技术的导航系统呈高清画面，精准误差不超过2m，是美国GPS（技术误差6m）精准度的3倍．“北斗卫星”系统中两颗质量不相等（m1＞m2）的工作卫星在轨道半径为r的同一轨道绕地心O做逆时针的匀速圆周运动，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置，如图所示，已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，∠AOB=60°，则以下判断正确的是（　　）
A．卫星1的加速度a1大于卫星2的加速度a2
B．卫星2向后喷气加速能追上卫星1
C．卫星1和卫星2的动能大小相等
D．卫星2由位置B运动到位置A所需的最短时间为$\frac{π}{3R}\sqrt{\frac{{r}^{3}}{g}}$
11．如图所示，在探究“影响电荷间相互作用力因素”的实验中，小球A固定在绝缘支架上，小球B用丝线悬挂，两小球均带有正电荷．现将A向右移近B，观察到丝线与竖直方向的夹角增大，这表明电荷间的作用力（　　）
A．随距离的减小而增大B．随距离的减小而减小
C．随电荷量的减小而増大D．随电荷量的减小而减小

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