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    2．如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距L=0.5m，电阻不计，右端通过导线与小灯泡连接．在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE长x=2m，有一阻值r=0.5Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处（恰好不在磁场中）．CDEF区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示．在t=0至t=4s内，金属棒PQ保持静止，在t=4s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动．已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化，且此状态下小灯泡阻值R=2Ω，求：
    （1）通过小灯泡的电流．
    （2）金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小．

    分析 （1）在t=0至t=4s内，是感生电动势，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求解感应电流；
    （2）根据灯泡电流强度不变根据闭合电路的欧姆定律求解切割磁感应线产生的动生电动势，再根据E=BLv解得棒PQ在磁场区域中运动的速度．

    解答 解：（1）在t=0至t=4s内，金属棒PQ保持静止，磁场变化导致电路中产生感应电动势．
    此时感应电动势为：$E=\frac{△φ}{△t}=\frac{△B}{△t}Lx$=0.5×0.5×2V=0.5V 
    通过小灯泡的电流为：$I=\frac{E}{R+r}=0.2A$；
    （2）当棒在磁场区域中运动时，由导体棒切割磁感线产生电动势，由于灯泡中电流不变，所以灯泡的电流为：I=0.2A，
    电动势为：E=I（R+r）=BLv，
    解得棒PQ在磁场区域中运动的速度大小为：v=0.5m/s．
    答：（1）通过小灯泡的电流为0.2A．
    （2）金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小为0.5m/s．

    点评 对于电磁感应现象中涉及电路问题的分析方法是：确定哪部分相对于电源，根据电路连接情况画出电路图，结合法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律、以及电功率的计算公式列方程求解．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    5．下列叙述错误的是（　　）
    A．亚里士多德认为维持物体的运动需要力
    B．牛顿通过观察苹果落地得出了万有引力定律
    C．奥斯特发现电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
    D．卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量的数值，从而验证了万有引力定律

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    6．某同学利用“双缝干涉实验装置”测定红光的波长．已知双缝间距为d，双缝到屏的距离为L，将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹的中心对齐，并将该条纹记为第1亮条纹，其示数如图所示，此时的示数为2.430mm．然后转动测量头，使分划板中心刻线与第5亮条纹的中心对齐，读出示数，并计算第5亮条纹与第1亮条纹的中心线间距离为△x．由此可得该红光的波长表达式为$\frac{△x•d}{4L}$（用字母表达）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    3．关于振动，下列说法正确的是（　　）
    A．简谐振动中，经半个周期，振子一定回到初位置
    B．简谐振动中，加速度的方向总是由平衡位置指向振子所在处
    C．水平放置的弹簧振子，相差半个周期的两时刻弹簧的形变量一定相等
    D．扬声器纸盆的振动是受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期
    E．驱动力周期等于物体的固有周期时，受迫振动的振幅最大

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    10．在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理如图甲所示．浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置圆形线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，上下运动的速度v=0.4πsin（πt）m/s，且始终处于辐射磁场中，该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连；浮桶下部由内、外两密封圆筒构成（图乙中阴影部分），其内部为产生磁场的磁体；线圈匝数N=200匝，线圈所在处磁场的磁感应强度大小B=0.2T，线圈直径D=0.4m，电阻r=1Ω．计算时取π2的值为10．
    （1）求线圈中产生感应电动势的最大值Em；
    （2）求灯泡工作时消耗的电功率P；
    （3）若此灯塔的发电效率为90%，求3min内海浪提供给发电灯塔的能量．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    7．如图甲所示（俯视图），相距为d=0.2m的光滑平行金属导轨水平放置，导轨一部分处在以OO′为右边界的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B=3.0T，方向垂直导轨平面向下，导轨右侧接有定值电阻R=1.0Ω，导轨电阻忽略不计，在距边界OO′为L=0.1m处垂直导轨放置一质量为m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab．
    （1）若金属杆ab固定在导轨上的初始位置，磁场的磁感应强度在△t=0.1s内由3.0T均匀减小到零，求此过程中电阻R上产生的焦耳热Q；
    （2）若磁感应强度保持3.0T不变，金属杆ab在恒力作用下从初始位置由静止开始向右运动3L距离，其v-x的关系图象如图乙所示，金属杆ab在刚要离开磁场时流过电阻R的电流大小以及此过程中导体棒ab克服安培力所做的功W．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    14．如图所示，一质量为2m、长度为L的木块静止在光滑的水平面上．质量为m的子弹（可视为质点）以初速度v0水平向右射入木块，穿出木块时速度变为$\frac{3}{5}$v0．求：
    （1）子弹穿过木块的过程中，木块对子弹作用力的冲量．
    （2）子弹穿过木块的过程中，子弹所受到平均阻力的大小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    11．如图所示，一个角为θ的直角三角形卡在墙壁和重物之间，当竖直向下加一个压力F时，重物仍静止，则劈对重物的压力大小为$\frac{F}{cosθ}$，劈对竖直墙壁的压力大小为Ftanθ（摩擦力及劈自身的重力不计）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    12．如图所示，光滑水平面上静置着质量为2m的物块A和质量均为m的物块B、C，一轻质弹簧被夹在A、B之间锁定且处于压缩状态，弹簧一端与物块A拴接，另一端与B接触但不拴接．某时刻解除弹簧锁定，弹簧恢复原长后物块B向右运动时与物块C发生弹性碰撞，之后物块C又与右侧弹性挡板发生碰撞后以原速率返回，返回过程中又与物块B发生弹性碰撞．已知初始时，弹簧储存的弹性势能为Ep．求：

    ①物块C与右侧弹性挡板碰撞后返回的速度大小；
    ②弹簧再次被压缩至最短时储存的弹性势能．

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