题目内容

如图2-15甲所示，abcd为一边长为L、具有质量的刚性导线框，位于水平面内，bc边上串接有电阻R，导线电阻不计，虚线表示一匀强磁场区域的边界，它与ab平行，磁场区域的宽度为2L，磁感应强度为B，方向竖直向下，线框在一垂直于ab边的水平恒力作用下，沿光滑绝缘水平面运动，直到通过磁场区域，已知ab边刚进入磁场时，线框变为匀速运动，此时通过电阻R的感应电流大小为i0，试在图乙中的坐标内定性画出：从导线框刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，流过R的电流i的大小随ab边坐标x的变化曲线．

图2-15

解析：当x从O到L时，线框的ab边做切割磁感线运动且匀速运动，产生的感应电动势、感应电流不变，E=BLv，i0=.当x从L到2L时整个线框在磁场中运动，穿过线框的磁通量不变化，无感应电流，线框此时只受水平恒力作用，做匀加速运动，所以在线框ab边将要离开磁场时，运动速度大于刚进入磁场时的速度，此后电动势大于开始时的电动势，电流i＞i0，安培力大于水平恒力，线框在2L到3L之间时，做减速运动，电动势减小、电流也减小，直到离开磁场，但电流不小于i0.画出的变化电流如图所示.

答案：如图所示


练习册系列答案
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在正常体温下，如果脑部的血流停止，则脑细胞会在几分钟之内缺氧而死．若是将体温降低约20℃，脑细胞的耗氧量也随之降低，如此可容许血流暂停时间延长，以利脑部手术进行．毕竟手术之前，病患的心肺功能开始由心肺机取代，如图（a）所示，心肺机包括三大部分：氧合器作为人工肺，对血液供氧；抽送泵代表心脏，推动血液循环；热交换器则提供热量交换，经由血液循环调节体温，体重约60公斤重的病患，其体温监测记录如图（b）所示．（1）此病患的脑部手术最适宜的时段在
 

（A）10时至12时
（B）13时30分至14时
（C）14时至15时
（D）15时至16时．
（2）如图（c）所示，工程师考虑将线圈缠绕在活塞下端，利用与固定磁铁之间的相对运动，带动抽送泵中的活塞，抽送血液．图中左活门只能向外自由开启，反向则封闭管路．下列有关此设计构想的叙述正确的是
 

（A）血液由左活门吸入，右活门推出
（B）当甲电极为正，乙电极为负时，活塞向上运动
（C）当甲电极为正，乙电极为负时，抽送泵将血液吸入
（D）当甲电极为负，乙电极为正时，抽送泵内压强降低
（3）人类大动脉的截面积约是5.0×10-4m2，若心脏推送血液的平均压强约为1.2×104Pa，平均流速约0.20m/s．则心脏推动血液流动的平均功率约为
 
W．
（4）心肺机一次抽送所作的功称为每搏功或搏功，它可以用推出血液所增加的压强能和动能来表示，前者等于搏出量乘以射血压强，即每搏功（J）=搏出量（m3）×射血压强（Pa）+动能（J）．假设由心肺机提供的动力使之逐渐回复到常态，压力与血液流速的关系如图（d）所示，当血液流速为16cm/s，搏动频率为72次/分时，心肺机每搏功约为
 
J．（血液的密度约与水相当）

如图13-13甲所示是一种振动发电装置，它的结构由一个半径为r=0.1 m的50匝的线圈套在辐形永久磁铁槽上组成，假设磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(如图乙).线圈运动区域内磁感应强度B的大小均为，方向不变，线圈的总电阻为2 Ω，它的引出线接有8 Ω的电珠L，外力推动线圈的P端，使线圈做往复运动，便有电流通过电珠，当线圈向右的位移随时间变化的规律如图丙所示时(x取向右为正).

图13-13

(1)画出通过电珠L的电流图象(规定从L→b为正方向);

(2)在0.1 s～0.15 s内推动线圈运动过程中的作用力;

(3)求该发电机的输出功率(其他损耗不计).
某同学对黑箱(见图3-4)中一个电学元件的伏安特性进行研究.通过正确测量,他发现该元件两端的电压Uab(Uab=Ua－Ub)与流过它的电流I之间的变化关系有如下规律

图3-4

①当-15 V＜Uab＜0 V时,I近似为零；②当Uab≥0时,Uab和I的实验数据见下表：

编号

1

2

3

4

5

6

7

Uab/V

0.000

0.245

0.480

0.650

0.705

0.725

0.745

I/mA

0.00

0.15

0.25

0.60

1.70

4.25

7.50

(1)在图3-5中画出Uab≥0时该元件的伏安特性曲线.(可用铅笔作图)

(2)根据上述实验事实,该元件具有的特性是_________________________________________.

(3)若将此黑箱接入图3-6电路中,并在该电路的cd两端输入如图3-7(甲)所示的方波电压信号ucd,请在图3-7(乙)中定性画出负载电阻RL上的电压信号uef的波形.

       

图3-5                                         图3-6

图3-7
如图2-3-4所示为在同一直线上运动的甲、乙两物体的s-t图象.则甲物体的速度为_____,乙物体的速度为_____.t=15 s时,甲、乙两物体相距_____m.

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