[题目]如图.两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面内.其左端接一阻值为R的电阻,一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上,在电阻.导轨和金属棒中间有一面积为S的区域.区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场.磁感应强度大小B1随时间t的变化关系为B1=kt.式中k为常量,在金属棒右侧还有一匀强磁场区域.区域左边界MN与导轨垂直.磁场的磁感应强度大小为B0.方向也垂直于纸面向里.某时� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小B1随时间t的变化关系为B1=kt，式中k为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN（虚线）与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为B0，方向也垂直于纸面向里。某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在t0时刻恰好以速度v0越过MN，此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计。求

（1）在t=0到t=t0时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值；

（2）在时刻t（t＞t0）穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小。

（3）如果面积为S的区域的均匀磁场的磁感应强度B1随时间t的变化关系为B1=B0-kt，式中k为大于0的常量，在t=0时刻，均匀磁场垂直于纸面向里。MN（虚线）右侧磁场的磁感应强度大小为B0，方向也垂直于纸面向里。在t0时刻金属棒以速度v越过MN时，撤掉外力，此后（t＞t0）金属棒恰好向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计。求速度v的大小（用k、S、B0、l表示）。

【答案】(1)；(2) ，；(3)

【解析】

（1）在t=0到t=t0时间间隔内，根据法拉第电磁感应定律有：

回路中感应电流为：

在t=0到t=t0时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值为：。

（2）根据题图可知，MN左边的磁场方向与右边的磁场方向相同，那么总磁通量即为两种情况之和，即在时刻t（t＞t0）穿过回路的总磁通量为：Φ=Φ1+Φ2=ktS+B0v0（t-t0）l；

根据楞次定律判断可知，回路中产生的感生电动势与动生电动势方向相同，依据法拉第电磁感应定律得回路中产生总的感应电动势为：E=E1+E2=kS+B0lv0；

回路中产生的感应电流大小为：

那么安培力大小为：FA=B0Il；

金属棒匀速运动，根据平衡条件知水平恒力大小等于安培力大小，即为：F=FA。

联立可得：

（3）在t0时刻金属棒以速度v越过MN时，撤掉外力，此后（t＞t0）金属棒恰好向右做匀速运动，说明金属棒不受安培力，动生电动势与感生电动势抵消，则有：kS=B0lv

可得：

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A. 电压表示数增大

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D. R2消耗的功率增大

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实验操作如下：

a．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d；

b．将选用的实验器材，按照题图连接实验电路；

c．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大；

d．接触点P在电阻丝上某位置时，闭合开关，调整电阻箱的阻值。使电流表满偏，然后断开开关．记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L．

e．改变接触点P的位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值,使电流表再次满偏；重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L．

f．断开开关，整理好器材，进行实验数据分析．

（1）某次测量电阻丝直径d时，螺旋测微器示数如题图示，d=_______mm；

（2）实验中电流表应选择____（选填供选器材前的编号）；

（3）用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图所示的R-L关系图线，图线在R轴的截距为R0，在L轴的截距为L0，那么电阻丝的电阻率表达式ρ=____________（用R0、Lo、d表示）；

（4）本实验中，电流表的内阻对电阻率的测量结果_________（选填“有”或“无”）影响.

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A. B. C. D.

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B. 从aO边射入的粒子，出射点全部通过b点

C. 从Od边射入的粒子，出射点全部通过b点

D. 从aO边射入的粒子，出射点分布在ab边

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