【题目】电磁感应的现象的发现，给电磁的应用开辟了广阔的道路，其中发电机就是电磁感应最重要的应用成果之”。某种直流发电机的工作原理可以简化为如图所示的情景:在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计，轨道端点MP间接有阻值为r的电阻。质量为M、电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，在水平向右的外力的作用下，以速度v(v均平行于MN)向右做匀速运动。求:
(1)导体棒ab中的感应电动势是多大?通过电阻r的电流多大?
(2)a、b两点间的电势差是多大?a、b两点哪一点的电势高?
(3)在ab棒中产生感应电动势的非静电力是什么力?在图中面出导体棒ab中自由电荷受到的非静电力F的方向；
(4)整个回路在t时间内产生了多少热量?这个热量是如何产生的?试从功能转化角度简要分析；
(5)若加大外力，使得导体棒的速度从v变为2v,并测得导体棒加速运动过程中，电路产生的热量为Q.求这个过程中，外力做了多少功?
(6)若导体棒速度达到2v后，立即撤去水平向右的外力，则导体棒ab将做什么运动?最终状态是什么?从撤去外力到导体棒达到稳定状态的过程中，电阻上产生了多少热?
(7)若将MP之间的电阻换成一个线圈电阻为r的直流电动机，当导体棒ab以速度
向右做匀速运动时，流过会属棒的电流为
,此时电动机恰可在竖直方向匀速提升质量为m的重物。若电动机各部分间摩擦损耗可忽略不计，求此时重物竖直上升的速度.
【答案】（1）BLv 
（2）
， a点的电势高；（3）洛伦兹力；图见解析；（4）
（5）
（6）减速运动直到停止；
（7）
【解析】
（1）导体棒ab中的感应电动势：E=BLv
通过电阻r的电流：
（2）a、b两点间的电势差：
由右手定则可知，a、b两点a点的电势高；
（3）在ab棒中产生感应电动势的非静电力是洛伦兹力；导体棒中的自由电荷可认为是正电荷，导体棒由于外力作用发生移动，根据右手定则可知电流方向从b到a，同时电荷还要匀速向右运动，根据左手定则可知受到的洛伦兹力方向如下图所示：
（4）整个回路在t时间内产生了的热量：
；因为
可知这个热量是克服安培力产生的；从功能转化角度来说是外力克服安培力做功转化为电能，然后通过电阻发热转化为内能。
（5）根据动能定理：
其中W安=Q
解得
（6）若导体棒速度达到2v后，立即撤去水平向右的外力，则导体棒ab将在向左的安培力作用下做减速运动，最终停止；由能量关系可知，从撤去外力到导体棒达到稳定状态的过程中，电阻上产生的热：
。
（7）导体棒产生的感应电动势：
电动机两端的电压
，
由能量关系：
解得：
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百分学生作业本题练王系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】小明同学阅读课外资料时，发现一幅“220V 100W”白炽灯泡的电流I和电压U关系的图象如图（a）所示。请你根据图象回答下列问题：
(1)小灯泡的电阻值随电压的增大而___________（填“增大”、“减小”或“不变”）；
(2)若将两只相同的这种灯泡串联，然后接在220V的电源上，则两只灯泡实际消耗的总电功率为______________W；
(3)若取三只相同的这种灯泡，按如图（b）所示电路连接，然后将A、B两端接在220V电源上，则这三只灯泡实际消耗的总电功率为_____________W．
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【题目】半径分别为2R和R的两个半圆，分别组成如图甲乙所示的两个光滑圆弧轨道，一小球先后从同一高度下落，分别从如图甲乙所示的开口竖直向上的半圆轨道的右侧边缘进入轨道，都沿着轨道内侧运动并能甲从开口竖直向下的半圆轨道的最高点通过。空气阻力不计。下列说法正确的是
A. 图甲中小球在轨道最高点的角速度比图乙中小球在轨道最高点的角速度小
B. 图甲中小球对轨道最高点的压力比图乙中小球对轨道最高点的压力大
C. 图甲中小球对轨道最低点的压力比图乙中小球对轨道最低点的压力大
D. 图甲中小球在轨道最低点的向心力比图乙中球在轨道最低点的向心力小
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【题目】如图所示，足够长的光滑平行金属导轨
、
倾斜放置，两导轨间距离为
，导轨平面与水平面间的夹角
，所处的匀强磁场垂直于导轨平面向上，质量为
的金属棒
垂直于导轨放置，导轨和金属棒接触良好，不计导轨和金属棒的电阻，重力加速度为
。若在导轨的
、
两端连接阻值
的电阻，将金属棒由静止释放，则在下滑的过程中，金属棒沿导轨下滑的稳定速度为
，若在导轨、两端将电阻改接成电容为
的电容器，仍将金属棒由静止释放，金属棒下滑时间
，此过程中电容器没有被击穿，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度
的大小为多少？
（2）金属棒下滑秒末的速度是多大？
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【题目】蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目.一个质量为60 kg的运动员，从离水平网面3.2 m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0 m高处.已知运动员与网接触的时间为1.2 s.若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小.（g="10" m/s2）
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【题目】月球是地球的邻居，是距离我们最近的天体，月球的自转周期和公转周期相等，一般情况下不考虑月球自转，如果要想计算出月球质量，在引力常量G已知的情况下，还需测出（ ）
A. 月球的半径R及其表面重力加速度g
B. 人造月球卫星环绕月球做圆周运动的周期T与月球半径R
C. 人造月球卫星环绕月球做圆周运动的周期T与轨道半径r
D. 人造月球卫星环绕月球做圆周运动的周期T与卫星离地高度h
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【题目】利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘，静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，B附近的气体分子被电离成为电子和正离子，粉尘吸附电子后被吸附到A上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中。A和B分别接到高压电源的 ，其装置示意图如右图所示，含粉尘的高温气体从管口 （填“C”或“D”）进入金属管A内，A、B之间有很强的电场，距B越近，场强越大。
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【题目】如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h=0.3 m（h小于斜面体的高度）。已知小孩与滑板的总质量为m1=30 kg，冰块的质量为m2=10 kg，小孩与滑板始终无相对运动。取重力加速度的大小g=10 m/s2。
（i）求斜面体的质量；
（ii）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？
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【题目】如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不计，上端a、b间接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为θ，且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上．初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v0．整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行．
（1）求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向；
（2）当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v，求此时导体棒的加速度大小a；
（3）导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q．
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