题目内容

【题目】如图所示，面积为s=0.02m2、内阻不计的n=100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动的角速度为w=100rad/s，匀强磁场的磁感应强度为B=T。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R＝50Ω，电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时。求：

(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式；

(2)当原、副线圈匝数比为2：1时，求电阻R上消耗的功率。

【答案】(1) e= 100cos100t(V) (2) 50W

【解析】试题分析：（1）根据线圈中感应电动势，结合开始计时位置，即可确定瞬时表达式，（2）求出原线圈电压的有效值，根据电压与匝数成正比的关系，求出副线圈电压的有效值，根据即可求解。

（1）矩形闭合导线框ABCD在磁场中转动，产生的交流电的最大值为：

则线圈中感应电动势的表达式为

（2）原线圈两端电压的有效值为

根据

得副线圈两端的电压为

则电阻R上消耗的功率

练习册系列答案
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【题目】某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数,他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况,装置如图甲所示,他使木块以初速度v0=4m/s沿倾角θ=30°的斜面上滑,紧接着下滑至出发点,并同时开始记录数据,结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的v-t图线如图乙所示,g取10m/s2,则下列计算结果正确的是 (　　)

A. 上滑过程中的加速度的大小为8 m/s2

B. 木块与斜面间的动摩擦因数

C. 木块回到出发点时的速度大小v=2 m/s

D. 木块在t=2 s时返回出发点

【题目】如图所示，两根相距L＝0.4 m，电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R＝0.15 Ω的电阻相连。导轨x>0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k＝0.5 T/m，x＝0处磁场的磁感应强度B0＝0.5 T。一根质量m＝0.1 kg、电阻r＝0.05 Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在外力作用下从x＝0处以初速度v0＝2 m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻上消耗的功率不变。下列说法正确的是（ ）

A. 回路中电流沿逆时针方向

B. 金属棒在x＝1 m和x＝2 m处的速度比为3:1

C. 金属棒从x＝0到x＝1 m与x＝1 m到x＝2 m过程中通过金属棒横截面积的电荷量之比为3：5

D. 金属棒从x＝0到x＝1 m与x＝1 m到x＝2 m过程中产生的焦耳热之比为5：7

【题目】如图甲所示为阿特武德机的示意图，它是早期测量重力加速度的器械，由英国数学家和物理学家阿特武德于1784年制成．他将质量均为M的两个重物用不可伸长的轻绳连接后，放在光滑的轻质滑轮上，处于静止状态。再在一个重物上附加一质量为m的小物块，这时，由于小物块的重力而使系统做初速度为零的缓慢加速运动并测出加速度，完成一次实验后，换用不同质量的小物块，重复实验，测出不同m时系统的加速度。

⑴所产生的微小加速度可表示为a=________(用M、m、重力加速度g表示)；

⑵若选定如图甲所示左侧重物从静止开始下落的过程进行测量，想要求出重物的质量M，则需要测量的物理量有：__________

A．小物块的质量m

B．重物下落的距离及下落这段距离所用的时间

C．绳子的长度

D．滑轮半径

⑶经过多次重复实验，得到多组a、m数据，作出图像，如图乙所示，已知该图像斜率为k，纵轴截距为b，则可求出当地的重力加速度g=_____，并可求出每个重物质量M=_______。

【题目】如图所示，图面内有竖直线DD′，过DD′且垂直于图面的平面将空间分成Ⅰ、Ⅱ两区域。区域Ⅰ有方向竖直向上的匀强电场和方向垂直于图面的匀强磁场B（图中未画出）；区域Ⅱ有固定在水平地面上高h＝2l、倾角α＝ 的光滑绝缘斜面，斜面顶端与直线DD′距离s＝4l，区域Ⅱ可加竖直方向的大小不同的匀强电场(图中未画出)；C点在DD′上，距地面高H＝3l。零时刻，质量为m、带电荷量为q的小球P在K点具有大小 、方向与水平面夹角θ＝ 的速度，在区域Ⅰ内做半径的匀速圆周运动，经C点水平进入区域Ⅱ。某时刻，不带电的绝缘小球A由斜面顶端静止释放，在某处与刚运动到斜面的小球P相遇。小球视为质点，不计空气阻力及小球P所带电量对空间电磁场的影响。l已知，g为重力加速度。

(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小；

(2)若小球A、P在斜面底端相遇，求释放小球A的时刻tA；

(3)若小球A、P在时刻t＝β (β为常数)相遇于斜面某处，求此情况下区域Ⅱ的匀强电场的场强E，并讨论场强E的极大值和极小值及相应的方向。

【题目】如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别表示在t1=0和t2=0.06s时刻的波形图，已知在t1=0时刻，x=1.5m处的质点向y轴正方向运动。

（1）判断该波的传播方向；

（2）若，求该波的波速。

【题目】如图所示，矩形虚线框的真空区域内存在着沿纸面方向的匀强电场（方向未画出），一质子从bc边上的P点以速度v0垂直于bc边射入电场，从cd边上的Q点飞出电场，不计重力。则下列说法正确的是（ ）

A．质子到Q点时的速度方向可能与cd边垂直

B．不论电场方向如何，若已知a、b、c三点的电势，一定能确定d点的电势

C．电场力一定对质子做正功

D．P点电势一定高于Q点电势

【题目】某同学设计了一个测定列车加速度的仪器，如图所示，AB是一段1/4圆弧形的电阻，O点为圆心，圆弧半径为r．O点下用一电阻不计的金属线悬挂着一个金属球，球的下部与AB接触良好且无摩擦．A、B之间接有内阻不计、电动势为9V的电池，电路中接有理想电流表A，O、B间接有一个理想电压表V．整个装置在一竖直平面内，且装置所在平面与列车前进的方向平行．下列说法中正确的有（ ）

A. 从图中看到列车一定是向右加速运动

B. 当列车的加速度增大时，电流表A的读数增大，电压表V的读数也增大

C. 若电压表显示3V，则列车的加速度为

D. 如果根据电压表示数与列车加速度的一一对应关系将电压表改制成一个加速度表，则加速度表的刻度是均匀的

【题目】在匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电场的场强为E，方向竖直向下，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里，一质量为m的带电粒子，在场区内的竖直平面内做匀速圆周运动，则可判断该带电质点（ ）

A. 带有电荷量为的正电荷 B. 沿圆周逆时针运动

C. 运动的角速度为 D. 运动的速率为

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