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【題目】如圖所示，位于豎直平面內的矩形線圈兩邊邊長分別為、，匝數為N，線圈總電阻為r，可繞與磁場方向垂直的固定對稱軸，轉動；線圈處于磁感應強度為B的勻強磁場中，線圈在轉動時可以通過與兩個被此地緣的銅環C、D（集流環）保持與定值電阻R相連接，在外力作用下線圈以恒定的角速度繞軸勻速轉動。(不計轉動軸及滑環與電刷的摩擦)

(1)從線圈平面垂直磁場時刻開始計時，寫出線圈中瞬時感應電動勢e隨時間t變化的表達式(不必推導)；

(2)從線圈通過中性面(即線圈平面與磁場方向重直的位置)開始計時，求經過周期的時間內通過電阻R的電荷量q；

(3)在線圈轉動一個周期的過程中，求電路中產生的總焦耳熱Q.

【答案】（1） （2） （3）

【解析】

（1）線圈中感應電動勢的最大值Em=NBSω=nBL1L2ω
從線圈平面垂直磁場時刻開始計時，線圈中瞬時感應電動勢e隨時間t變化的表達式

（2）設從線圈平面通過中性面時開始，經過1/4周期的時間
此過程中線圈中的平均感應電動勢：
通過電阻R的平均電流： ，
通過電阻R的電荷量：；
（3）線圈中感應電動勢的有效值

線圈轉動一周的過程中，電流通過整個回路產生的焦耳熱：

練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用均勻導線做成的正方形線圈邊長為20cm，匝數為200匝，線圈回路總電阻為。線圈的一半放在垂直于紙面向里的勻強磁場中，如甲圖所示，當磁場按乙圖所示規律發生變化時，則下列說法正確的是（ ）

A. 線圈中磁通量的變化率為

B. 線圈中感應電流為0.4A，方向為acbda

C. 在0.3s時線圈所受的安培力為，方向水平向右

D. 在0.3s內線圈回路產生的焦耳熱為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】光導纖維按沿徑向折射率的變化可分為階躍型和連續型兩種。階躍型的光導纖維分為內芯和外套兩層，內芯的折射率比外套的大。連續型光導纖維的折射率中心最高，沿徑向逐漸減小，外表面附近的折射率最低。關于光在連續型光導纖維中的傳播，下列四個圖中能正確表示傳播路徑的是

A. A B. B C. C D. D

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在長為L的輕桿中點A和端點B處各固定一質量為m的球，桿可繞軸O無摩擦轉動，使桿從水平位置無初速度釋放擺下轉到豎直位置，下列說法正確的是

A.重力對B球做功的瞬時功率先增大后減小

B.A球和B球都遵循機械能守恒

C.豎直位置時,

D.桿對A桿做功WA＝0.2mgL，對B做功WB＝－0.2mgL

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置驗證機械能守恒定律。

①對于該實驗，下列操作中對減小實驗誤差有利的是______________。

A．重物選用質量和密度較大的金屬錘

B．兩限位孔在同一豎直面內上下對正

C．精確測量出重物的質量

D．用手托穩重物，接通電源后，撒手釋放重物

②某實驗小組利用上述裝置將打點計時器接到50 Hz的交流電源上，按正確操作得到了一條完整的紙帶，由于紙帶較長，圖中有部分未畫出，如圖所示。紙帶上各點是打點計時器打出的計時點，其中O點為紙帶上打出的第一個點。重物下落高度應從紙帶上計時點間的距離直接測出，利用下列測量值能完成驗證機械能守恒定律的選項有____________。

A．OA、AD和EG的長度 B．OC、BC和CD的長度

C．BD、CF和EG的長度 D．AC、BD和EG的長度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個內壁光滑的圓柱形汽缸.高度為L、底面積為S，缸E內有一個質量為m的活塞，封閉了一定質量的理想氣體，溫度為熱力學溫標時，用繩子系住汽缸底，將汽缸倒過來懸掛起來，汽缸處于豎直狀態，缸內氣體高為。已知重力加速度為g，大氣壓強為，不計活塞厚度及活塞與缸體的摩擦。

(1)從開始升溫到活塞剛要脫離汽缸的過程中，

a.寫出缸內氣體的狀態參量(P，V，T)中不變量?

b.內氣體的溫度至少要升高到多少?

(2)從開始升溫到活塞剛要脫離汽缸，缸內氣體壓力對活塞做功多少？

(3)從開始升溫到活塞剛要脫離汽缸，缸內氣體的內能增加量為ΔU，則氣體在活塞下移的過程中吸收的熱量為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個質量為m＝4kg的物體放在水平地面上，當給物體加一個水平恒力F1＝32N時，恰好可以勻速滑動（取g=10m/s2，已知cos37°=0.8，sin37°=0.6），求：

（1）物體與水平面間的滑動摩擦因數

（2）若把原來的水平力改成與水平面成θ=37°的斜向下力F2，為了讓物體勻速運動，F2應為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩條互相平行的光滑金屬導軌位于水平面內，距離為l ＝0.2m，在導軌的一端接有阻值為R ＝ 0.5Ω的電阻，在X ≥ 0處有一與水平面垂直的均勻磁場，磁感強度B ＝ 0.5T。一質量為m ＝ 0.1kg的金屬直桿垂直放置在導軌上，并以v0＝2m/s的初速度進人磁場，在安培力和一垂直于桿的水平外力 F的共同作用下作勻變速直線運動，加速度大小為a ＝ 2m/s2，方向與初速度方向相反。設導軌和金屬桿的電阻都可以忽略，且接觸良好，求：

（1）電流為零時金屬桿所處的位置；

（2）電流為最大值的一半時施加在金屬桿上外力 F的大小和方向；

（3）保持其他條件不變，而初速度v0取不同值，求開始時F方向與初速度v0取值關系

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，三塊擋板圍成截面邊長L＝1.2m的等邊三角形區域，C、P、Q分別是MN、AM和AN中點處的小孔，三個小孔處于同一豎直面內，MN水平，MN上方是豎直向下的勻強電場，場強E=4×10-4N /C。三角形區域內有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B1；AMN以外區域有垂直紙面向外， 磁感應強度大小為B2＝3B1的勻強磁場�，F將一比荷q/m=108C/kg的帯正電的粒子，從O點由靜止釋放，粒子從MN小孔C進入內部勻強磁場，經內部磁場偏轉后直接垂直AN經過Q點進入外部磁場。已知粒子最終回到了O點，OC相距2m。設粒子與擋板碰撞過程中沒有動能損失，且電荷量不變，不計粒子重力，不計擋板厚度，取π＝3。求：

（1）磁感應強度B1的大��；

（2）粒子從O點出發，到再次回到O點經歷的時間；

（3）若僅改變B2的大小，當B2滿足什么條件時，粒子可以垂直于MA經孔P回到O點（若粒子經過A點立即被吸收）。

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