某同學(xué)利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象設(shè)計了一種發(fā)電裝置．如圖1為裝置示意圖，圖2為俯視圖，將8塊相同的磁鐵N、S極交錯放置組合成一個高h＝0.5 m、半徑r＝0.2 m的圓柱體，并可繞固定的O軸轉(zhuǎn)動．圓柱外側(cè)附近每個磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B＝0.2 T，磁場方向都垂直于圓柱表面，相鄰兩個區(qū)域的磁場方向相反．緊靠圓柱外側(cè)固定一根與圓柱體等長的金屬桿ab，桿與圓柱平行，桿的電阻R＝0.4 Ω．從上往下看，圓柱體以ω＝100 rad/s的角速度順時針方向勻速轉(zhuǎn)動．以轉(zhuǎn)到如圖所示的位置為t＝0的時刻．取g＝10 m/s2，π2＝10．求：

(1)圓柱轉(zhuǎn)過八分之一周期的時間內(nèi)，ab桿中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小E；

(2)如圖3所示，M、N為水平放置的平行板電容器的兩極板，極板長L0＝0.314 m，兩板間距d＝0.125m．現(xiàn)用兩根引線將M、N分別與a、b相連．若在t＝0的時刻，將一個電量q＝＋1.00×10－6 C、質(zhì)量m＝1.60×10－8 kg的帶電粒子從緊臨M板中心處無初速釋放．求粒子從M板運(yùn)動到N板所經(jīng)歷的時間t．不計粒子重力．

(3)在如圖3所示的兩極板間，若在t＝0的時刻，上述帶電粒子從靠近M板的左邊緣處以初速度v0水平射入兩極板間．若粒子沿水平方向離開電場，求初速度v0的大小，并在圖中畫出粒子對應(yīng)的運(yùn)動軌跡．不計粒子重力．

答案：
解析：

　　(1)(4分)感應(yīng)電動勢E＝Bhv　(2分)

　　v＝ωr　(1分)

　　代入數(shù)據(jù)得E＝2V　(1分)

　　(2)(8分)粒子加速度　(2分)

　　周期　(2分)

　　粒子在時間內(nèi)運(yùn)動的距離　(2分)

　　由s0和d的數(shù)據(jù)可知　(2分)

　　(3)(8分)第一種情況：粒子運(yùn)動軌跡如圖1所示　(2分)

　　初速度　(2分)

　　第二種情況：粒子運(yùn)動軌跡如圖2所示　(2分)

　　初速度　(2分)


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)（1）在研究性學(xué)習(xí)的過程中，針對能源危機(jī)、大氣污染等問題同學(xué)們提出如下四個活動方案，哪些從理論上講是可行的
 

A．某國際科研小組正在研制利用超導(dǎo)材料制成燈泡的燈絲和閉合電路，利用電磁感應(yīng)激起電流后，由于電路電阻為零從而使燈泡一直發(fā)光
B．發(fā)明一種制冷設(shè)備，使溫度降至絕對零度以下
C．汽車尾氣中各類有害氣體排入大氣后嚴(yán)重污染了空氣，想辦法使它們自發(fā)地分離，既清潔了空氣，又變廢為寶，成為新能源
D．將房屋頂蓋上太陽能板，可直接用太陽能來解決照明和熱水問題
（2）如圖所示，用面積為S的活塞在汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣，活塞上放一砝碼，活塞和砝碼的總質(zhì)量為m，現(xiàn)對汽缸緩緩加熱使汽缸內(nèi)的空氣溫度從T1升高到T2，且空氣柱的高度增加了△l，已知加熱時氣體吸收的熱量為Q，外界大氣壓強(qiáng)為P0，問：此過程中被封閉氣體的內(nèi)能變化了多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程中，某同學(xué)設(shè)計了一個如圖1所示的實(shí)驗裝置．ABCD為一個右端開口的U型水平導(dǎo)軌，它所在空間有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場．導(dǎo)體棒AD和BC段導(dǎo)軌是有電阻的，其它部分電阻不計．其中BC段電阻R0=5Ω．現(xiàn)先讓導(dǎo)體棒AD在外力作用下沿導(dǎo)軌由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到某一值時，通過調(diào)整外力使導(dǎo)體棒立即做該速度下的勻速直線運(yùn)動．若已知導(dǎo)體棒的長度L=1m，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.6T．
（1）現(xiàn)要用電壓表測量AD兩端的電壓值，需要將一個量程為3V，內(nèi)阻值為5kΩ的電壓表V的量程擴(kuò)大為6V，需要在下面給出的電阻箱中選擇一個與電壓表V串聯(lián)，你認(rèn)為應(yīng)選擇
 
．（請?zhí)顚戇x項字母）
A、電阻箱（阻值范圍0-99Ω）
B、電阻箱（阻值范圍0-999Ω）
C、電阻箱（阻值范圍0-9999Ω）
（2）當(dāng)導(dǎo)體棒的加速度a=1m/s2時，實(shí)驗者通過傳感器采集到的電壓U和時間t的多組數(shù)據(jù)，利用計算機(jī)繪制出的U-t的關(guān)系圖象如圖2所示，則可能求出導(dǎo)體棒AD的阻值為
 
Ω．精英家教網(wǎng)
（3）實(shí)驗者改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，重復(fù)上述實(shí)驗操作．記錄導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動時電壓表示數(shù)Uey磁感應(yīng)強(qiáng)度B的多組數(shù)據(jù)，并做出U-B關(guān)系圖象如圖3所示．則在磁感強(qiáng)度增大的過程中導(dǎo)體棒最終速度變化情況為
 
．（填“變大”、“變小”或“不變”）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（1）在研究性學(xué)習(xí)的過程中，針對能源問題，大氣污染問題同學(xué)們提出了如下四個活動方案，哪些從理論上講是可行的(    )

A．發(fā)明一種制冷設(shè)備，使溫度降至絕對零度以下

B．汽車尾氣中各類有害氣體排入大氣后嚴(yán)重污染了空氣，想辦法使它們自發(fā)地分離，

   既清潔了空氣，又變廢為寶

C．某國際科研小組正在研制利用超導(dǎo)材料制成燈泡的燈絲和閉合電路。利用電磁感應(yīng)激起電流后，由于電路電阻為零從而使燈泡一直發(fā)光

D．由于太陽的照射，海洋表面的溫度可達(dá)30℃左右，而海洋深處的溫度要低得多，在水600～1000m的地方，水溫約為4℃。據(jù)此，科學(xué)家研制了一種抗腐蝕的熱交換器，利用海水溫差發(fā)電

（2）秋天附著在樹葉上的露水常呈球形.這是因為________________________________.

水銀放在某一固體容器中,其液面向下彎,說明水銀______這種固體(填“浸潤”或“ 不浸潤”)。

（3）如圖所示，在豎直放置圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m活塞密封一部分氣體，活塞與容器壁間能無摩擦滑動，容器的橫截面積為S，開始時氣體的溫度為T0，活塞與容器底的距離為h0�，F(xiàn)將整個裝置放在大氣壓恒為P0的空氣中，當(dāng)氣體從外界吸收熱量Q后，活塞緩慢上升d后再次平衡，問：

① 外界空氣的溫度是多少？

②在此過程中密閉氣體的內(nèi)能增加了多少？

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程中，某同學(xué)設(shè)計了一個如圖I所示的實(shí)驗裝置。ABCD為一個右端開口的U型水平導(dǎo)軌，它所在空間有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場。導(dǎo)體棒AD和BC段導(dǎo)軌是有電阻的，其它部分電阻不計。其中BC段電阻R0=5Ω.現(xiàn)先讓導(dǎo)體棒AD在外力作用下沿導(dǎo)軌由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到某一值時，通過調(diào)整外力使導(dǎo)體棒立即做該速度下的勻速直線運(yùn)動。若已知導(dǎo)體棒的長度L=1m，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.6T。

（1）現(xiàn)要用電壓表測量AD兩端的電壓值，需要將一個量程為3V，內(nèi)阻值為5kΩ的電壓表V的量程擴(kuò)大為6V，需要在下面給出的電阻箱中選擇一個與電壓表V串聯(lián)，你認(rèn)為應(yīng)選擇          。（請?zhí)顚戇x項字母）

A、電阻箱（阻值范圍0—99Ω）

B、電阻箱（阻值范圍0—999Ω）

C、電阻箱（阻值范圍0—9999Ω）

（2）當(dāng)導(dǎo)體棒的加速度a=1m/s2時，實(shí)驗者通過傳感器采集到的電壓U和時間t的多組數(shù)據(jù)，利用計算機(jī)繪制出的U—t的關(guān)系圖象如圖2所示，則可能求出導(dǎo)體棒AD的阻值為     Ω。

（3）實(shí)驗者改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，重復(fù)上述實(shí)驗操作。記錄導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動時電壓表示數(shù)Uey磁感應(yīng)強(qiáng)度B的多組數(shù)據(jù)，并做出U-B關(guān)系圖象如圖3所示。則在磁感強(qiáng)度增大的過程中導(dǎo)體棒最終速度變化情況為          。（填“變大”、“變小”或“不變”）

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