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如圖，在勻強磁場中固定放置一根串接一電阻R的直角形金屬導軌aob（在紙面內），磁場方向垂直于紙面向里，另有兩根金屬導軌c、d分別平行于oa、ob放置,形成距離為l的正方形。保持導軌之間接觸良好，金屬導軌的電阻不計�，F(xiàn)經歷以下四個過程：①以速率v移動d，使它與ob的距離增大一倍；②再以速率v移動c，使它與oa的距離減小一半；③然后，再以速率2v移動c，使它回到原處；④最后以速率2v移動d，使它也回到原處。設上述四個過程中通過電阻R的電量的大小依次為q1、q2、q3、q4，產生的熱量分別是Q1、Q2、Q3和Q4，則(    )

A．q1=q2=q3=q4B．q1=q2=2q3=2q4
C．Q1=2Q2=Q3=Q4D．4Q1=2Q2＝Q3=2Q4

AD

解析試題分析：設開始導軌d與Ob的距離為x1，導軌c與Oa的距離為x2，由法拉第電磁感應定律知移動c或d時產生的感應電動勢：E＝，通過R的電量為：Q＝I＝Δt＝。可見通過R的電量與導體d或c移動的速度無關，由于B與R為定值，其電量取決于所圍成面積的變化。①若導軌d與Ob距離增大一倍，即由x1變2x1，則所圍成的面積增大了ΔS1＝x1·x2；②若導軌c再與Oa距離減小一半，即由x2變?yōu)閤2/2，則所圍成的面積又減小了ΔS2＝2x1·x2/2＝x1·x2；③若導軌c再回到原處，此過程面積的變化為ΔS3＝ΔS2＝2x1·x2/2＝x1·x2；④最后導軌d又回到原處，此過程面積的變化為ΔS4＝x1·x2；由于ΔS1＝ΔS2＝ΔS3＝ΔS4，則通過電阻R的電量是相等的，即Q1＝Q2＝Q3＝Q4，A對；當處于①過程時，感應電動勢為E，運動時間為t，則，當處于②過程時，感應電動勢為2E，運動時間為t/2，則，同理當處于③過程時，感應電動勢為4E，運動時間為t/4，則，處于④過程時，感應電動勢為2E，運動時間為t/2，則，D對；故選AD
考點：考查電磁感應與電路
點評：難度較大，本題最大的難點在于運動過程復雜，需要從畫出簡圖，判斷切割磁感線的長度變化，能夠推導出電量與速度無關，只與閉合電路面積變化有關

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，豎直放置的金屬薄板M、N間距為d．絕緣水平直桿左端從N板中央的小孔穿過，與M板固接，右端處在磁感應強度為B的勻強磁場中．質量為m、帶電量為+q的中空小球P，套在水平直桿上，緊靠M板放置，與桿的動摩擦因數為μ．當在M、N板間加上適當的電壓U后，P球將沿水平直桿從N板小孔射出．小球所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．試問：
（1）此時M、N哪個板的電勢高？它們間的電勢差大小必須滿足什么條件？
（2）若M、N間電壓U=5μmgd/q時，小球能沿水平直桿從N板中央小孔射入磁場，則射入的速率多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩個金屬輪A1、A2，可繞通過各自中心并與輪面垂直的固定的光滑金屬細軸O1和O2轉動，O1和O2相互平行，水平放置．每個金屬輪由四根金屬輻條和金屬環(huán)組成，A1輪的輻條長為a1、電阻為R1，A2輪的輻條長也為a1、電阻為R2，連接輻條的金屬環(huán)的寬度與電阻都可以忽略．半徑為a0的絕緣圓盤D與A1同軸且固連在一起，一輕細繩的一端固定在D邊緣上的某點，繩在D上繞足夠匝數后，懸掛一質量為m的重物P．當P下落時，通過細繩帶動D和A1繞軸轉動．轉動過程中A1、A2保持接觸，無相對滑動；兩輪與各自軸之間保持良好接觸，無相對滑動；兩輪與各自細軸之間保持良好的電接觸；兩細軸通過導線與一阻值為R的電阻相連．除R和A1、A2兩輪中輻條的電阻外，所有金屬電阻都不計．整個裝置處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與轉軸平行，現(xiàn)將P由靜止起釋放，
（1）在圖中標明八根輻條中的電流方向并畫出該裝置的等效電路圖
（2）在由靜止開始下落過程中，整個系統(tǒng)的能量是如何轉化的？
（3）定性畫出物體由靜止開始下落過程中的速度-時間圖象
（4）求：P下落過程中的最大速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2008?湖南模擬）如圖所示，兩個金屬圓盤A1、A2，可繞通過各自中心并與盤面垂直的固定的光滑金屬軸O1和O2轉動，O1和O2相互平行，水平放置．金屬圓盤A1的半徑為a1、等效電阻為R1，金屬圓盤A2輪的半徑為為a2、等效電阻為R2．半徑為a0的絕緣圓盤D與A1同軸且固連在一起．一輕細繩的一端固定在D邊緣上的某點，繩在D上繞足夠匝數后，懸掛一質量為m的重物P．當P下落時，通過細繩帶動D和A1繞O1軸轉動．轉動過程中，A1、A2保持接觸，無相對滑動；兩金屬圓盤與各自細軸之間保持良好的電接觸；兩細軸通過導線與一阻值為R的電阻相連．已知金屬圓盤轉動時產生的電動勢與同樣半徑的金屬棒轉動時產生的電動勢相同，除R和兩金屬圓盤A1、A2的電阻外（它們的等效電阻是不變的），其它的電阻都不計．整個裝置處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與轉軸平行．現(xiàn)將P釋放，試求P勻速下落時的速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網如圖所示，豎直放置的金屬薄板M、N間距為d．絕緣水平直桿左端從N板中央的小孔穿過，與M板固接，右端處在磁感應強度為B的勻強磁場中．質量為m、帶電量為+q的中空小球P，套在水平直桿上，緊靠M板放置，與桿的動摩擦因數為μ．當在M、N板間加上適當的電壓U后，P球將沿水平直桿從N板小孔射出，試問：
（1）此時M、N哪個板的電勢高？它們間的電勢差必須大于多少？
（2）若M、N間電壓U=5μmgd/q時，小球能沿水平直桿從N板中央小孔射入磁場，則射入的速率多大？若磁場足夠大，水平直桿足夠長，則小球在磁場中運動的整個過程中，摩擦力對小球做多少功？

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

精英家教網（1）在彈性限度內，彈簧彈力的大小與彈簧伸長（或縮短）的長度的比值，叫做彈簧的勁度系數．為了測量一輕彈簧的勁度系數，某同學進行了如下實驗設計：如圖所示，將兩平行金屬導軌水平固定在豎直向下的勻強磁場中，金屬桿ab與導軌接觸良好，水平放置的輕彈簧一端固定于O點，另一端與金屬桿連接并保持絕緣．在金屬桿滑動的過程中，彈簧與金屬桿、金屬桿與導軌均保持垂直，彈簧的形變始終在彈性限度內，通過減小金屬桿與導軌之間的摩擦和在彈簧形變較大時讀數等方法，使摩擦對實驗結果的影響可忽略不計．
請你按要求幫助該同學解決實驗所涉及的兩個問題．
①幫助該同學完成實驗設計．請你用低壓直流電源（精英家教網）、滑動變阻器（精英家教網）、電流表（精英家教網）、開關（精英家教網）設計一電路圖，畫在圖中虛線框內，并正確連在導軌的C、D兩端．
②若已知導軌間的距離為d，勻強磁場的磁感應強度為B，正確連接電路后，閉合開關，使金屬桿隨擋板緩慢移動，當移開擋板且金屬桿靜止時，測出通過金屬桿的電流為I1，記下金屬桿的位置，斷開開關，測出彈簧對應的長度為x1；改變滑動變阻器的阻值，再次讓金屬桿靜止時，測出通過金屬桿的電流為I2，彈簧對應的長度為x2，則彈簧的勁度系數k=
 
．
（2）氣墊導軌（如圖甲）工作時，空氣從導軌表面的小孔噴出，在導軌表面和滑塊內表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運動時的阻力．為了驗證動量守恒定律，在水平氣墊導軌上放置兩個質量均為a的滑塊，每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連，兩個打點計時器所用電源的頻率均為b．氣墊導軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運動，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運動．圖乙為某次實驗打出的、點跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以同間距的6個連續(xù)點為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長度s1、s2和s3．若題中各物理量的單位均為國際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動量大小分別為
 
、
 
，兩滑塊的總動量大小為
 
；碰撞后兩滑塊的總動量大小為
 
．重復上述實驗，多做幾次．若碰撞前、后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內相等，則動量守恒定律得到驗證．
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