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    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．

    练习册系列答案
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    A．分子是组成物质的最小微粒
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    12．图（a）为“用DIS描绘电场的等势线”的实验装置图，实验过程有如下操作步骤：
    ①将其中一个探针与导电纸上某一基准点接触，然后在导电纸上移动另一个探针，寻找若干个与此基准点的电势差为零的点，并将这些点压印在白纸上．
    ②在一块平整的木板上，自下而上依次铺放白纸、复写纸、导电纸，用图钉固定．
    ③取出白纸画出各条等势线．
    ④合上电键．
    ⑤在导电纸上放两个与它接触良好的圆柱形电极（图中A、B），并将两个电极分别与电源的正负极相连．
    ⑥重复步骤，找出其它4个基准点的等势点．
    ⑦用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上．在两电极的连线上选取间距大致相等的5个点作为基准点，用探针把它们的位置压印在白纸上．

    （1）本实验的原理是利用导电纸上形成的稳恒电流场场来模拟静电场；
    （2）将每一步骤前的序号按正确的操作顺序填写：②⑤⑦④①⑥③；
    （3）实验中，在两个电极的连线上选取间距相等的a、b、c、d、e五个点作基准点，如图（b）所示，测得a、b两点间的电压为U1，b、c两点间的电压为U2，则U1大于U2（选填“大于”、“小于”或“等于”）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    2．如图，一辆轿车正在水平路面上转弯时，下列说法正确的是（　　）
    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

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    9．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

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    6．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．
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    （2）设小球第n次离开Q向右运动（最远处没有到达B板），速度由v减为零所需时间为tn，求n为多少？
    （3）设A板的电势为零，当k=$\frac{1}{2}$时，若小孔右侧的轨道粗糙，且与带电小球间的滑动摩擦力f=$\frac{1}{4}$qE，求带电小球初、末状态的电势能变化量．

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    （1）（单选题）则图中P、Q二点C
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    （B）Q为振动增强点，此时的振动方向向下
    （C）P为振动减弱点，位移始终为零
    （D）Q为振动减弱点，此时位移为负的最大值
    （2）在图中用实线连接相关的一些交点，画出相邻的一个振动加强区域和一个振动减弱区域，并在图中标出．

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