题目内容
17．如图，光滑的足够长的平行水平金属导轨MN、PQ相距l，在M、P点和N、Q点间各连接一个额定电压为U、阻值恒为R的灯泡，在两导轨间efhg矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的有界匀强磁场，磁感应强度为B0，且磁场区域可以移动．一电阻也为R、长度也刚好为l的导体棒ab垂直固定在磁场左边的导轨上，离灯L1足够远．现让匀强磁场在导轨间以某一恒定速度向左移动，当棒ab刚处于磁场时两灯恰好正常工作，棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计．
（1）求磁场移动的速度υ0；
（2）求在磁场区域经过棒ab的过程中整个回路产生的热量Q；
（3）若取走导体棒ab，保持磁场不移动（仍在efhg矩形区域），而是均匀改变磁感应强度，为保证两灯都不会烧坏且有电流通过，试求磁感应强度减小到零的最短时间tmin．
分析 （1）当ab刚处于磁场时，灯正好正常工作，则电路中外电压 U外=U，内电压 U内=2U，感应电动势为 E=3U，由法拉第电磁感应定律可得磁场移动的速度；
（2）个回路产生的热量等于棒产生的热量与灯产生的热量之和；
（3）保证灯不烧坏，电流的最大植为${I_m}=\frac{U}{R}$，经最短时间t，磁感应强度从B0均匀减小到零
感应电动势最大，据此可解．
解答 解：（1）当ab刚处于磁场时，灯正好正常工作，则电路中外电压 U外=U，内电压 U内=2U，
感应电动势为：E=3U=Blv0
解得：${v_0}=\frac{3U}{{{B_0}l}}$
（2）因为匀速移动，所以在磁场区域经过棒ab的过程中，灯一直正常工作，故每个灯L1（L2）产生的热能为：
${Q_灯}=I_灯^2Rt={（\frac{U}{R}）^2}×R×\frac{d}{v_0}=\frac{{U{B_0}dl}}{3R}$
棒ab中产生的热能${Q_棒}=I_棒^2Rt={（\frac{2U}{R}）^2}×R×\frac{d}{v_0}=\frac{{4U{B_0}dl}}{3R}$
回路中产生的热能$Q={Q_棒}+2{Q_灯}=\frac{{4U{B_0}dl}}{3R}+2×\frac{{U{B_0}dl}}{3R}=\frac{{2U{B_0}dl}}{R}$
（3）经时间t，磁感应强度从B0均匀减小到零
感应电动势$E=\frac{△Φ}{△t}=\frac{△B}{△t}ld=\frac{B_0}{t}ld$（1）
感应电流 $I=\frac{E}{2R}$（2）
联立（1）（2）得 $I=\frac{{{B_0}ld}}{2Rt}$（3）
保证灯不烧坏，电流的最大值为${I_m}=\frac{U}{R}$（4）
由（3）式，电流最大对应时间最小，联立（3）（4）得：
${t_{min}}=\frac{{{B_0}ld}}{{2R{I_m}}}=\frac{{{B_0}ld}}{2U}$
答：（1）求磁场移动的速度为$\frac{3U}{{B}_{0}l}$；
（2）求在磁场区域经过棒ab的过程中整个回路产生的热量为$\frac{2{UB}_{0}dl}{R}$；
（3）磁感应强度减小到零的最短时间为$\frac{{B}_{0}ld}{2U}$．
点评 本题考查电磁感应与电路的综合，考查了切割产生的感应电动势公式和法拉第电磁感应定律，综合性较强，需加强训练．
| A． | 分子是组成物质的最小微粒 | |
| B． | 分子永不停息地作无规则热运动 | |
| C． | 分子间有相互作用的引力或斥力 | |
| D． | 扩散现象只能发生在气体、液体之间 |
如图1，闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图2所示．规定垂直纸面向外为磁场的正方向，线框中顺时针电流的方向为感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向．关于线框中的感应电流i与ad边所受的安培力F随时间t变化的图象，下列选项正确的是（ ）
| A． | 水平路面对轿车弹力的方向斜向上 | |
| B． | 轿车受到的向心力来源于静摩擦力 | |
| C． | 轿车受到的向心力是重力、支持力和牵引力的合力 | |
| D． | 轿车加速度的方向一定垂直于运动路线的切线方向 |
如图，用一根螺钉、一节电池、一根导线、一块钕磁铁，可以做一个电动机．先把螺钉和钕磁铁连起来，并把它一头吸在电池的一极上，再用导线把电池和螺钉尾端的钕磁铁连接起来，螺钉就会转动．下列说法正确的是（ ）
| A． | 该电动机的工作原理基于电磁感应定律 | |
| B． | 没有换向器，螺钉仍能连续旋转一段时间 | |
| C． | 电源消耗的总功率等于热功率 | |
| D． | 无论把螺钉的一头吸在电池的正极还是负极上，螺钉的旋转方向均相同 |
如图，A、B是两块竖直放置的平行金属板，相距为2L，两板间有场强为E的匀强电场．A板上有一小孔（忽略它对两板间电场分布的影响），C、D为水平光滑绝缘轨道．轨道C端有一固定挡板，长为L的轻弹簧左端固定在挡板上，右端固定一块轻小的绝缘薄板Q．一个质量为m，电荷量为q（q＞0）的小球，在电场力作用下由静止开始从两板间的中点P向左运动，穿过小孔后（不与金属板A接触）与薄板Q一起压缩弹簧．小球从接触Q开始，经历一段时间把弹簧压缩至最短，然后又被弹簧弹回．由于薄板Q的绝缘性能有所欠缺，使得小球每次离开Q瞬间，它的电荷量变成刚与Q接触时电荷量的k倍（k＜1）．不计机械能损失．
如图为利用发波水槽观察到的“波的干涉现象”．甲、乙为两列相互垂直传播的振动情况完全相同的波，实线表示波峰，虚线表示波谷，箭头表示波的传播方向．