将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状，它通过两个小金属环与长直金属杆导通，在外力F作用下，正弦金属线可以在杆上无摩擦滑动．杆的电阻不计，导线电阻为R - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

题型：开封二模难度：来源：

将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状，它通过两个小金属环与长直金属杆导通，在外力F作用下，正弦金属线可以在杆上无摩擦滑动．杆的电阻不计，导线电阻为R，ab间距离为2L，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆的距离都是d，在导线和杆的平面内有一有界匀强磁场区域，磁场的宽度为L，磁感应强度为B，现在外力F作用下导线沿杆以恒定的速度V向右运动，t=0时刻导线从O点进入磁场，直到全部穿过过程中，外力F做的功为（　　）

A．

B2L2V2

B．2B²d²LV

C．

3B2d2LV

D．

3B2d2 V2

答案

金属导线产生的感应电动势瞬时值为e=Byv，y是有效切割长度．y=dsinωt
得到 e=Bdvsinωt，ω=

2π

πv

不变
则线圈中产生的是正弦式交变电流，其感应电动势的有效值为E=

Bdv
因为线圈进入和穿出磁场产生的内能相等，外力做功相等．
导线全部穿过磁场过程，导线的总位移为3L，则外力F所做功为W=3

t=3

(

Bdv)2

•

3B2d2Lv

故选C

核心考点

试题【将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状，它通过两个小金属环与长直金属杆导通，在外力F作用下，正弦金属线可以在杆上无摩擦滑动．杆的电阻不计，导线电阻为R】；主要考察你对电磁感应中切割类问题等知识点的理解。[详细]

举一反三

如图（甲）所示，足够长、电阻可以忽略的矩形金属框架abcd水平放置，ad与bc之间的距离为L=1m，左右两侧各连接一个定值电阻，阻值R₁=R₂=2.0Ω．垂直于框架固定一根质量m=0.2kg、电阻r=1.0Ω的金属棒ef，棒ef距离框架左侧s=0.5m．

（1）若在abfe区域存在竖直向上的均匀增强的匀强磁场，磁感应强度变化率

△B

△t

=0.2T/s，求电阻R₁消耗的电功率．
（2）若金属棒ef处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=2.0T，ef与导轨间的动摩擦因数μ=0.5．现使磁场以加速度a=5m/s²由静止开始向右匀加速运动，同时释放导体棒ef，则需要经过多长时间导体棒ef开始运动？（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，ef始终处于磁场中）
（3）上问中，从磁场开始运动计时起，在0～2s的时间内导体棒运动了7.5m的距离，电路中产生的焦耳热为2.9J（2s前导体棒运动状态已经稳定）．求此过程中，运动磁场给系统提供的能量，并在图（乙）中定性画出导体棒的速度-时间图象．

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利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度．其中2为力敏传感器，3为数字电压表，5为底部长为L的线框．当外界拉力作用于力敏传感器的弹性梁上时，数字电压表上的读数U与所加外力F成正比，即U=KF，式中K为比例系数．用绝缘悬丝把线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用软细铜丝连接线框与电源．当线框中电流为零时，输出电压为U₀；当线框中电流为I时，输出电压为U．则磁感应强度的大小为（　　）

A．B=

KIL

B．B=

KIL

C．B=

2U+U0

KIL

D．B=

|U-U0|

KIL

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如图，边长为L、电阻为

R0、不可形变的正方形导体框内有半径为r的圆形区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为B=kt（常量k＞0）．回路中滑动变阻器R的最大阻值为2R₀，滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R₁=R₂=R₀．闭合开关S，不考虑虚线右侧导体的感应电动势，则电压表的示数为______，滑动变阻器消耗的功率是R₁消耗的功率的______倍．

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如图（a），质量为M=2kg的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上．一电阻不计，质量为m=1.5kg的导体棒PQ放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc构成矩形．棒与导轨间动摩擦因数为μ=0.6，棒左侧有两个固定于水平面的立柱．导轨bc段长为L=1m，开始时PQ左侧导轨的总电阻为R=1Ω，右侧导轨单位长度的电阻为
R₀=1Ω/m．以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向左，两侧磁场的磁感应强度大小相等．在t=0时，一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上，

使导轨由静止开始做匀加速直线运动．已知当t₁=0时，水平拉力F₁=11N；当t₂=2s时，水平拉力F₂=14.6N．求：
（1）求磁感应强度B的大小和金属导轨加速度的大小；
（2）某过程中回路产生的焦耳热为Q=0.5×10²J，导轨克服摩擦力做功为W=1.5×10²J，求导轨动能的增加量；
（3）请在图（b）的坐标系中画出拉力F随时间t变化的关系图线，并要求在坐标轴上标出图线关键点的坐标值（要求写出分析过程）．

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如图所示为一种早期发电机的原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称．当磁极绕转轴匀速转动时，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧MOP运动（O是线圈的中心）．在磁极的投影从M点运动到P点的过程中（　　）

A．流过电流表的电流由F指向E

B．流过电流表的电流先增大再减小

C．流过电流表的电流先减小再增大

D．流过电流表的电流先增大再减小，然后再增大、再减小

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