5.如圖所示,平行導(dǎo)軌ab、cd間距為l,左端接阻值為R的電阻,右端接電容為C的電容器,并處于磁感應(yīng)強度為B,方向垂直導(dǎo)軌平面的勻強磁場中,長為2l的導(dǎo)體OM,從與導(dǎo)軌垂直位置以角速度ω繞固定于導(dǎo)軌上的轉(zhuǎn)軸O順時針轉(zhuǎn)過90°.已知Od的長度大于2l,在此過程中,電容器兩極間最大電壓為Um,通過電阻R的電量為q,則(  )
A.Um=$\frac{1}{2}$Bl2ωB.Um=2Bl2ωC.q=$\frac{\sqrt{3}B{l}^{2}}{2R}$D.q=Bl2($\frac{\sqrt{3}}{2R}$+2ωC)

分析 OM轉(zhuǎn)動分兩個過程,轉(zhuǎn)過60°前,棒相當(dāng)于電源分別給兩邊供電,電壓最大時刻就是棒剛脫離ab時.轉(zhuǎn)過60°之后,變成了電容放電,這些電量再次通過了R.至于電量可以分兩個過程求了之后相加.前一過程通過R的電量可以用平均值方法來求,后一過程電量就是電容C所帶的電量.

解答 解:從開始到轉(zhuǎn)到60°,通過R的平均電流$\overline{I}=\frac{\overline{E}}{R}=\frac{\frac{△Φ}{△t}}{R}$=$\frac{\frac{B\frac{L×\sqrt{3}L}{2}}{△t}}{R}$,電量${q}_{1}=\overline{I}×△t=\frac{\sqrt{3}B{L}^{2}}{2R}$,此刻最大電壓  ${U}_{m}=B×2L×ωL=2B{L}^{2}ω$  這也是此刻電容器兩極板的電壓,它所帶電量${q}_{2}={U}_{m}C=2BC{L}^{2}ω$,這些電容在通過R放電全部通過R.
A、由上述計算,最大電壓為2BL2ω,所以A錯誤.
B、由上述計算,最大電壓為2BL2ω,所以B正確.
C、通過R的電量為${q}_{1}+{q}_{2}=B{L}^{2}(\frac{\sqrt{3}}{2R}+2ωC)$,所以C錯誤.
D、通過R的電量為${q}_{1}+{q}_{2}=B{L}^{2}(\frac{\sqrt{3}}{2R}+2ωC)$,所以D正確.
故選:BD

點評 本題靚點在棒轉(zhuǎn)動過程分為兩個過程,前一過程R這半邊是變化的電流,C這邊是充電.關(guān)鍵點是轉(zhuǎn)過60°后,就沒有回路了,此時電容C又放電,這些電全部又通過電阻R.

練習(xí)冊系列答案
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14.關(guān)于靜摩擦力,下列說法正確的是( 。
A.兩個相對靜止的物體之間一定有靜摩擦力的作用
B.靜擦力一定是阻力
C.受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的
D.在壓力一定的條件下,靜摩擦力的大小是可以變化的,但有一定限度

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

15.一個物體從80米高的地方自由下落,到達地面時的速度是40米/秒,最后1秒內(nèi)的位移是35米.(重力加速度g=10米/秒2

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13.如圖所示,足夠長的平行光滑導(dǎo)軌固定在水平面上,導(dǎo)軌間距為L=1m,其右端連接有定值電阻R=2Ω,整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度大小為B=1T.一質(zhì)量m=2kg的金屬棒在恒定的水平拉力F=10N的作用下,在導(dǎo)軌上由靜止開始向左運動,運動中金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直.導(dǎo)軌及金屬棒的電阻不計,下列說法正確的是( 。
A.產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向在金屬棒中由a指向b
B.金屬棒的最大加速度為5m/s2
C.水平拉力的最大功率為200W
D.金屬棒先向左做加速運動、后向左做減速運動直到靜止

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.如圖所示,勻強磁場中固定的金屬框架ABC,導(dǎo)體棒DE在框架上沿圖示方向勻速平移,框架和導(dǎo)體棒材料相同、同樣粗細,接觸良好.則下列判斷正確的是(  )
A.電路中感應(yīng)電流保持一定B.電路中磁通量的變化率一定
C.電路中感應(yīng)電動勢與時間成正比D.棒受到的外力一定

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

10.如圖所示,寬為1m平行光滑導(dǎo)軌水平放置,在導(dǎo)軌間有磁感應(yīng)強度1T的勻強磁場,長為2m、電阻為2Ω的金屬棒PQ以1m/s速度貼著導(dǎo)軌向右運動,R=3Ω,其它部分電阻不計.
(1)用電池等符號畫出這個裝置的等效電路圖;
(2)求運動金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小E;
(3)求金屬棒保持勻速運動所加的水平外力F.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.如圖,M為半圓形導(dǎo)線框,圓心為OM;N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框,圓心為ON;兩導(dǎo)線框在同一豎直面(紙面)內(nèi);兩圓弧半徑相等;過直線OMON的水平面上方有一勻強磁場,磁場方向垂直于紙面.現(xiàn)使線框M、N在t=0時從圖示位置開始,分別繞垂直于紙面、且過OM和ON的軸,以相同的周期T逆時針勻速轉(zhuǎn)動,則( 。
A.兩導(dǎo)線框中均會產(chǎn)生正弦交流電
B.兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于T
C.在任意時刻,兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢都不相等
D.兩導(dǎo)線框的電阻相等時,兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

14.如圖所示,已知AC⊥BC,∠ABC=60°,BC=20cm,A、B、C三點都在勻強電場中,且A、B、C所在平面與電場線平行,把一個電荷量q=10-5C的正電荷從A移到B,電場力做功為零;從B移到C,電場力做功為-$\sqrt{3}$×10-3J.
(1)勻強電場的場強方向是否垂直于AB.
(2)求A、C間的電勢差;
(3)若規(guī)定B點電勢為零,求C點的電勢.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

15.如圖所示,整個裝置放在方向豎直向下的勻強電場中.質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球在A點無初速度釋放,沿光滑絕緣導(dǎo)軌AB運動后進入豎直光滑絕緣半圓形軌道.直線導(dǎo)軌與半圓軌道在最低點B點平滑對接,BC為半圓形軌道的豎直直徑.已知半徑為R,A點高為H,電場強度E=$\frac{mg}{q}$.
(1)若H=R,小球在B點對圓軌道的壓力多大?
(2)H滿足何條件,小球能沿半圓軌道運動到最高點?

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