题目内容

19．如图所示，间距为2l两虚线为一匀强磁场区域的左右边界，磁场的磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面向里，一边长为l的正方形导线框abcd（线框所在平面与纸面平行）沿垂直于磁场区域左右边界的方向以速度v匀速度通过该磁场区域，从ab边开始进入磁场计时（t=0）．
（1）分析穿过线框的磁通量Φ随时间t变化情况，并作出磁通量随时间变化的图象．
（2）请指出线框中有感应电流产生的时间段，并判断感应电流的方向．

分析 （1）由Φ=Bs求出磁通量，再由s=Lvt，求得面积s与时间关系，求得磁通量表达式，画出图象；
（2）由E=BLv求出感应电动势，再由I=$\frac{E}{R}$求得电流，有右手定则判定电流方向．

解答 解：（1）有磁通量∅=BS，S=Lvt，得：∅=BLvt得：
0-L过程，：∅=BLvt，B、L、v为定值，进入时有效面积增大，磁通量随时间成正比增大．
L-2L过程，：进入时有效面积不变，磁通量不随时间变化；
2L-3L过程，：∅=BLvt，B、L、v为定值，出磁场时，有效面积减小，磁通量随时间成正比减小．
故磁通量在0-L过程，磁通量随时间成正比增大，L-2L过程，磁通量不随时间变化；2L-3L过程，磁通量随时间成正比减小．
图象如图：
（2）由法拉第电磁感应定律：E=BLv，再由欧姆定律求出电流I=$\frac{E}{R}$，
0-L内，ab边切割磁感线，感应电动势：E=BLv，感应电流I=$\frac{E}{R}$=$\frac{BLv}{R}$，B、L、v为定值，则电流I为定值，时间为0-$\frac{L}{v}$，由右手定则判定电流方向为adcb；
L-2L内，此时ab和cd边均切割磁感线，感应电流为零，时间为$\frac{L}{v}$-$\frac{2L}{v}$；
2L-3L，cd边切割磁感线，感应电动势：E=BLv，感应电流I=$\frac{E}{R}$=$\frac{BLv}{R}$，B、L、v为定值，则电流I为定值，时间为$\frac{2L}{v}$-$\frac{3L}{v}$，由右手定则判定电流方向为abcd；
答：（1）磁通量在0-L过程，磁通量随时间成正比增大，L-2L过程，磁通量不随时间变化；2L-3L过程，磁通量随时间成正比减小．
图象如图：
（2）线框中有感应电流的时间为0-$\frac{L}{v}$，电流方向为adcb，线框中有感应电流的时间为$\frac{2L}{v}$-$\frac{3L}{v}$，电流方向为abcd；

点评 本题是电磁感应中电路类型，关键要掌握法拉第电磁感应定律、欧姆定律、磁通量表达式等基本规律，难度不大

练习册系列答案
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9．用如图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验中

（1）多次实验后发现，重物减少的重力势能总是稍大于增加的动能，分析产生这种误差的原因D
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C．电源的电压偏低           D．重物及纸带在下落时受到阻力
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10．如图所示，前端粘有粘结剂的铁块A质量mA=l kg，足够长的木板B质量mB=4kg，质量为mC=2kg木块C置于木板B上，水平面光滑，B、C之间有摩擦．现使A以v0=12m/s的初速度向右运动，与B碰撞后粘合在一起．求：
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②木块C的最终速度大小．
7．一颗月球卫星在距月球表面高为h的圆形轨道运行，已知月球半径为R，月球表面的重力加速度大小为g月，引力常量为G，由此可知（　　）
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14．如图所示，在距离地面H高处的空中将小球以某一初速度水平向右抛出后，球撞击到竖直挡板上，结果落在抛出点正下方左侧S处，若将竖直挡板右移x，让球仍从原位置以相同的初速度水平抛出撞击到竖直挡板上，结果落在抛出点正下方右侧S处，若球以垂直于挡板的速度撞击时等速率反弹，则下列说法正确的是（　　）
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4．嫦娥五号探测器是我国自主研制的首个无人月面取样返回航天器，预计在2017年由长征五号运载火箭送上太空．为嫦娥五号探测器探路的嫦娥五号实验器已于2014年10月24日发射，并于2014年11月1日成功回收．让我们大胆猜测，嫦娥系列探测器源源不断的将月球资源运回到地球上，设月球仍可看成密度不变、质量均匀分布的球体，且月球绕地球运行轨道半径大小不变，与开采前相比（　　）
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B．月球与地球间的万有引力将变大
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D．嫦娥姐姐绕月球表面运行时的周期将变小
11．传送带与水平面夹角为θ=37°，传送带以10m/s的速率沿顺时针方向转动，今在传送带上端A处无初速度地放上一个质量为1kg的小煤块（可视为质点），它与传送带间的动摩擦因数为0.5，若传送带A到B的长度为16m，g取10m/s2，则小煤块从A运动到B的过程中（　　）（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
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8．2010年11月24日刘翔在广州亚运会上以13.09s的成绩获得了冠军，从而实现了亚运会三连冠．刘翔一次呼吸吸入450cm3的空气，则刘翔一次呼吸所吸入的空气质量是多少？所吸入的气体分子数是多少？（按标准状况估算，空气的摩尔质量是m=29g/mol）
12．等量异种点电荷+Q和-Q处在真空中，O为两点电荷连线上偏向+Q方向的一点，以O点为圆心画一圆，圆平面与两点电荷的连线垂直，P点为圆上一点，则（　　）
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