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    如图所示，一矩形单匝金属框abcd由静止释放，沿竖直方向进入上边界水平、范围足够大的匀强磁场中．已知金属框质量m=0.20kg，电阻R=1Ω，ab边长L=0.20m，bc边足够长，磁场方向如图所示，磁感应强度B=0.5T，当金属框下降h=0.50m时（ab边已进入磁场），框内产生Q=0.90J的热量，这时金属框的cd边仍在磁场外．g取10m/s2，试求此时金属框中感应电流的大小和方向．
    分析：由能量守恒定律可以求出金属框的速度，由E=BLv可以求出感应电动势大小，然后由欧姆定律可以求出感应电流大小，由右手定则可以判断出感应电流的方向．
    解答：解：（1）由能量守恒定律可得：mgh=
    1
    2
     mv2+Q，解得：v=1m/s；
    导体棒切割磁感线产生感应电动势E=BLv，
    感应电流I=
    BL v
    R
    =
    0.5×1×0.2
    1
    A=0.1A，
    由右手定则可知，感应电流沿逆时针方向；
    答：感应电流大小是0.1A，方向沿逆时针方向，即为a→b→c→d→a；
    点评：本题过程复杂，分析清楚金属框的运动过程，应用能量守恒定律是正确解题的关键．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?闵行区一模）如图所示，abcd为单匝矩形线圈，边长ab=10cm，ad=20cm．该线圈的一半位于具有理想边界、磁感应强度为0.1T的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直．若线圈绕通过ab边的轴以100πrad/s的角速度匀速旋转，当线圈由图示位置转过180°的过程中，感应电动势的平均值为
    0.2
    0.2
    V；当线圈由图示位置转过90°时的瞬间感应电动势大小为
    0.2π
    0.2π
    V．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图甲所示，一矩形单匝线圈abcd，从左到右匀速穿过一有界的匀强磁场，设线圈cd边和磁场左边界MN重合时开始计时，则从开始计时到线圈完全穿出磁场，整个过程中穿过线圈的磁通量φ随时间t的变化规律如图乙所示，则求：
    （1）在0-0.1s内磁通量的变化量是多少．
    （2）在0-0.1s内线圈中产生的感应电动势为多少．
    （3）若线圈回路总的电阻为2Ω，则从开始计时到线圈完全穿出磁场整个过程中线圈中产生的热量是多少．
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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （18分）

    （1）如图所示，abcd为单匝矩形线圈，边长ab＝10cm，bc＝20cm。该线圈的一半位于具有理想边界、磁感应强度为0.1T、宽为20cm的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。若线圈绕通过ab边的轴以100p rad/s的角速度匀速旋转，当线圈由图示位置转过90°时的瞬时感应电动势大小为___________V。

    （2）某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．

    （I）请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当：

    ①                                             ；

    ②                                             。

    （II）该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个点A、B、C、D、E、F为计数点，测得点A到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5，若打点的时间间隔为T，则打E点时重物速度的表达式为vE=         

    （3）冬、春季节降水量少，广东沿海附近水位较低，涨潮时海水倒灌出现所谓咸潮现象，使沿海地区的城市自来水中的离子浓度较高，水质受到影响，为了研究咸潮出现的规律，某同学设计了一个监测河水电阻率的实验。它在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极，如下图(1)所示，两电极相距L=0.314m，其间充满待测的河水。安装前他用如下图(2)的游标卡尺（图为卡尺的背面）测量玻璃管的内径，结果如下图(3)所示。

    他还选用了以下仪器：量程15V、内阻300kΩ的电压表，量程300μA、内阻50Ω的电

    流表，最大阻值为1kΩ的滑动变阻器，电动势E=12V、内阻r=6Ω的电池组，开关等各一个，以及导线若干。下图(4)坐标中包括坐标为（0，0）的点在内的9个点表示他测得的9组电流I、电压U的值。

    根据以上材料完成以下问题：

    （a）测量玻璃管内径时，应将上图(2)中的游标卡尺的A、B、C三部分中的__________________与玻璃管内壁接触（填代号）；

    （b）玻璃管的内径d=___________mm；

    （c）图(4)中的9个点表示实验中测得的9组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤：

                                                                         

                                                                         

    （d）上图(5)中的实物仪器部分已连线，将其他部分连接成能测出上图(4)数据的实物连接图；

    （e）开头闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至___________端。

     

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    科目：高中物理 来源：2011-2012学年天津市高三4月月考物理试卷（解析版） 题型：实验题

    （18分）

    （1）如图所示，abcd为单匝矩形线圈，边长ab＝10cm，bc＝20cm。该线圈的一半位于具有理想边界、磁感应强度为0.1T、宽为20cm的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。若线圈绕通过ab边的轴以100p rad/s的角速度匀速旋转，当线圈由图示位置转过90°时的瞬时感应电动势大小为___________V。

    （2）某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．

    （I）请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当：

    ①                                              ；

    ②                                              。

    （II）该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个点A、B、C、D、E、F为计数点，测得点A到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5，若打点的时间间隔为T，则打E点时重物速度的表达式为vE=         

    （3）冬、春季节降水量少，广东沿海附近水位较低，涨潮时海水倒灌出现所谓咸潮现象，使沿海地区的城市自来水中的离子浓度较高，水质受到影响，为了研究咸潮出现的规律，某同学设计了一个监测河水电阻率的实验。它在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极，如下图(1)所示，两电极相距L=0.314m，其间充满待测的河水。安装前他用如下图(2)的游标卡尺（图为卡尺的背面）测量玻璃管的内径，结果如下图(3)所示。

    他还选用了以下仪器：量程15V、内阻300kΩ的电压表，量程300μA、内阻50Ω的电

    流表，最大阻值为1kΩ的滑动变阻器，电动势E=12V、内阻r=6Ω的电池组，开关等各一个，以及导线若干。下图(4)坐标中包括坐标为（0，0）的点在内的9个点表示他测得的9组电流I、电压U的值。

    根据以上材料完成以下问题：

    （a）测量玻璃管内径时，应将上图(2)中的游标卡尺的A、B、C三部分中的__________________与玻璃管内壁接触（填代号）；

    （b）玻璃管的内径d=___________mm；

    （c）图(4)中的9个点表示实验中测得的9组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤：

                                                                         

                                                                         

    （d）上图(5)中的实物仪器部分已连线，将其他部分连接成能测出上图(4)数据的实物连接图；

    （e）开头闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至___________端。

     

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