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    當(dāng)前位置: 高中物理 /高考專區(qū)
    試卷結(jié)構(gòu): 課后作業(yè) 日常測驗(yàn) 標(biāo)準(zhǔn)考試
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    2023年高考真題分類匯編:電磁學(xué)1

    更新時(shí)間:2023-07-14 瀏覽次數(shù):54 類型:二輪復(fù)習(xí)
    一、選擇題
    • 1. (2024高二下·北京市期中) 自制一個(gè)原、副線圈匝數(shù)分別為600匝和190匝的變壓器,原線圈接12V的正弦交流電源,副線圈接額定電壓為3.8V的小燈泡。實(shí)際測得小燈泡兩端電壓為2.5V。下列措施有可能使小燈泡正常發(fā)光的是(   )
      A . 僅增加原線圈匝數(shù) B . 僅增加副線圈匝數(shù) C . 將原、副線圈匝數(shù)都增為原來的兩倍 D . 將兩個(gè)3.8V小燈泡并聯(lián)起來接入副線圈
    • 2. (2023高三上·南京模擬) 如圖所示,光滑水平面上的正方形導(dǎo)線框,以某一初速度進(jìn)入豎直向下的勻強(qiáng)磁場并最終完全穿出。線框的邊長小于磁場寬度。下列說法正確的是(   )

       

      A . 線框進(jìn)磁場的過程中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向 B . 線框出磁場的過程中做勻減速直線運(yùn)動(dòng) C . 線框在進(jìn)和出的兩過程中產(chǎn)生的焦耳熱相等 D . 線框在進(jìn)和出的兩過程中通過導(dǎo)線橫截面的電荷量相等
    • 3. (2023·北京) 如圖所示,L是自感系數(shù)很大、電阻很小的線圈,P、Q是兩個(gè)相同的小燈泡,開始時(shí),開關(guān)S處于閉合狀態(tài),P燈微亮,Q燈正常發(fā)光,斷開開關(guān)(   )

       

      A . P與Q同時(shí)熄滅 B . P比Q先熄滅 C . Q閃亮后再熄滅 D . P閃亮后再熄滅
    • 4. (2023·山東) 某節(jié)能儲(chǔ)能輸電網(wǎng)絡(luò)如圖所示,發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1= 250V,輸出功率500kW。降壓變壓器的匝數(shù)比n3:n4= 50:1,輸電線總電阻R = 62.5Ω。其余線路電阻不計(jì),用戶端電壓U4= 220V,功率88kW,所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是( )

      A . 發(fā)電機(jī)的輸出電流為368A B . 輸電線上損失的功率為4.8kW C . 輸送給儲(chǔ)能站的功率為408kW D . 升壓變壓器的匝數(shù)比n1:n2= 1:44
    • 5. (2023高三上·南京模擬) 如圖所示電路,已知電源電動(dòng)勢為 , 內(nèi)阻不計(jì),電容器電容為 , 閉合開關(guān) , 待電路穩(wěn)定后,電容器上電荷量為(    )

      A . B . C . D .
    • 6. (2023·海南) 下圖是工廠利用的交流電給照明燈供電的電路,變壓器原線圈匝數(shù)為1100匝,下列說法正確的是(    )

      A . 電源電壓有效值為 B . 交變電流的周期為 C . 副線圈匝數(shù)為180匝 D . 副線圈匝數(shù)為240匝
    • 7. (2023·海南) 汽車測速利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,汽車可簡化為一個(gè)矩形線圈 , 埋在地下的線圈分別為1、2,通上順時(shí)針(俯視)方向電流,當(dāng)汽車經(jīng)過線圈時(shí)(    )

      A . 線圈1、2產(chǎn)生的磁場方向豎直向上 B . 汽車進(jìn)入線圈1過程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)?img class="mathml" src="http://math.21cnjy.com/MathMLToImage?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmrow%3E%3Cmi%3Ea%3C%2Fmi%3E%3Cmi%3Eb%3C%2Fmi%3E%3Cmi%3Ec%3C%2Fmi%3E%3Cmi%3Ed%3C%2Fmi%3E%3C%2Fmrow%3E%3C%2Fmath%3E" style="max-width:100%;vertical-align: middle;"> C . 汽車離開線圈1過程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)?img class="mathml" src="http://math.21cnjy.com/MathMLToImage?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmrow%3E%3Cmi%3Ea%3C%2Fmi%3E%3Cmi%3Eb%3C%2Fmi%3E%3Cmi%3Ec%3C%2Fmi%3E%3Cmi%3Ed%3C%2Fmi%3E%3C%2Fmrow%3E%3C%2Fmath%3E" style="max-width:100%;vertical-align: middle;"> D . 汽車進(jìn)入線圈2過程受到的安培力方向與速度方向相同
    • 8. (2023·浙江) 如圖所示,質(zhì)量為M、電阻為R、長為L的導(dǎo)體棒,通過兩根長均為l、質(zhì)量不計(jì)的導(dǎo)電細(xì)桿連在等高的兩固定點(diǎn)上,固定點(diǎn)間距也為L。細(xì)桿通過開關(guān)S可與直流電源或理想二極管串接。在導(dǎo)體棒所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上、大小為B的勻強(qiáng)磁場,不計(jì)空氣阻力和其它電阻。開關(guān)S接1,當(dāng)導(dǎo)體棒靜止時(shí),細(xì)桿與豎直方向的夾角固定點(diǎn);然后開關(guān)S接2,棒從右側(cè)開始運(yùn)動(dòng)完成一次振動(dòng)的過程中( )

      A . 電源電動(dòng)勢 B . 棒消耗的焦耳熱 C . 從左向右運(yùn)動(dòng)時(shí),最大擺角小于 D . 棒兩次過最低點(diǎn)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢大小相等
    • 9. (2023·浙江) 我國1100kV特高壓直流輸電工程的送電端用“整流”設(shè)備將交流變換成直流,用戶端用“逆變”設(shè)備再將直流變換成交流。下列說法正確的是( ?。?
      A . 送電端先升壓再整流 B . 用戶端先降壓再變交流 C . 1100kV是指交流電的最大值 D . 輸電功率由送電端電壓決定
    • 10. (2023·上海) 如圖所示,四個(gè)完全相同的燈泡,亮度最高的是(    )

      A . L1 B . L2 C . L3 D . L4
    • 11. (2023·上海) 如圖所示,有一光滑導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場中,一金屬棒垂直置于導(dǎo)軌上,對其施加外力,安培力變化如圖所示,取向右為正方向,則外力隨時(shí)間變化圖像為(    )

      A . B . C . D .
    • 12. (2023·湖北) 近場通信(NFC)器件應(yīng)用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行通訊,其天線類似一個(gè)壓平的線圈,線圈尺寸從內(nèi)到外逐漸變大。如圖所示,一正方形NFC線圈共3匝,其邊長分別為、 , 圖中線圈外線接入內(nèi)部芯片時(shí)與內(nèi)部線圈絕緣。若勻強(qiáng)磁場垂直通過此線圈,磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率為 , 則線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最接近( )

      A . B . C . D .
    • 13. (2024高二下·豐城月考) 如圖,空間中存在水平向右的勻強(qiáng)磁場, 一導(dǎo)體棒繞固定的豎直軸OP 在磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),且始終平行于 OP。 導(dǎo)體棒兩端的電勢差 u 隨時(shí)間t 變化的圖像可能正確的是(   )。

      A . B . C . D .
    • 14. (2023·江蘇) 如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,OC導(dǎo)體棒的O端位于圓心,棒的中點(diǎn)A位于磁場區(qū)域的邊緣。現(xiàn)使導(dǎo)體棒繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。OA、C點(diǎn)電勢分別為φ0φA、φB , 則( )

      A . φO > φ C B . φ C> φA C . φ OA D . φ OA= φA-φ C
    • 15. (2023高二下·建設(shè)期末) 一學(xué)生小組在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí),進(jìn)行了如下比較實(shí)驗(yàn)。用圖(a)所示的纏繞方式,將漆包線分別繞在幾何尺寸相同的有機(jī)玻璃管和金屬鋁管上,漆包線的兩端與電流傳感器接通。兩管皆豎直放置,將一很小的強(qiáng)磁體分別從管的上端由靜止釋放,在管內(nèi)下落至管的下端。實(shí)驗(yàn)中電流傳感器測得的兩管上流過漆包線的電流I隨時(shí)間t的變化分別如圖(b)和圖(c)所示,分析可知( ?。?

        

        

      A . 圖(c)是用玻璃管獲得的圖像 B . 在鋁管中下落,小磁體做勻變速運(yùn)動(dòng) C . 在玻璃管中下落,小磁體受到的電磁阻力始終保持不變 D . 用鋁管時(shí)測得的電流第一個(gè)峰到最后一個(gè)峰的時(shí)間間隔比用玻璃管時(shí)的短
    • 16. (2023·浙江選考) 如圖甲所示,一導(dǎo)體桿用兩條等長細(xì)導(dǎo)線懸掛于水平軸 , 接入電阻R構(gòu)成回路.導(dǎo)體桿處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,將導(dǎo)體桿從豎直位置拉開小角度由靜止釋放,導(dǎo)體桿開始下擺。當(dāng)時(shí),導(dǎo)體桿振動(dòng)圖像如圖乙所示。若橫縱坐標(biāo)皆采用圖乙標(biāo)度,則當(dāng)時(shí),導(dǎo)體桿振動(dòng)圖像是(  )

      A . B . C . D .
    二、多項(xiàng)選擇題
    • 17. (2024高二下·開遠(yuǎn)月考) 足夠長U形導(dǎo)軌平置在光滑水平絕緣桌面上,寬為 , 電阻不計(jì)。質(zhì)量為、長為、電阻為的導(dǎo)體棒MN放置在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌形成矩形回路并始終接觸良好,I和Ⅱ區(qū)域內(nèi)分別存在豎直方向的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為 , 其中 , 方向向下。用不可伸長的輕繩跨過固定輕滑輪將導(dǎo)軌CD段中點(diǎn)與質(zhì)量為的重物相連,繩與CD垂直且平行于桌面。如圖所示,某時(shí)刻MN、CD同時(shí)分別進(jìn)入磁場區(qū)域I和Ⅱ并做勻速直線運(yùn)動(dòng),MN、CD與磁場邊界平行。MN的速度 , CD的速度為 , MN和導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2。重力加速度大小取 , 下列說法正確的是( )

      A . 的方向向上 B . 的方向向下 C . D .
    • 18. (2023·浙江) 以下實(shí)驗(yàn)中,說法正確的是( )
      A . “觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中,充電時(shí)電流逐漸增大,放電時(shí)電流逐漸減小 B . “用油膜法估測油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中,滴入油酸酒精溶液后,需盡快描下油膜輪廓,測出油膜面積 C . “觀察光敏電阻特性”和“觀察金屬熱電阻特性”實(shí)驗(yàn)中,光照強(qiáng)度增加,光敏電阻阻值減小;溫度升高,金屬熱電阻阻值增大 D . “探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,如果可拆變壓器的“橫梁”鐵芯沒裝上,原線圈接入10V的交流電時(shí),副線圈輸出電壓不為零
    • 19. (2023·遼寧) 如圖,兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上,左、右兩側(cè)導(dǎo)軌間距分別為d 和 2d,處于豎直向上的磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為2B 和 B 。已知導(dǎo)體棒 MN 的電阻為R、 長度為d, 導(dǎo)體棒 PQ 的電阻為2R、 長度為2d,PQ 的質(zhì)量是 MN 的 2倍。初始時(shí)刻兩棒靜止,兩棒中點(diǎn)之間連接一壓縮量為L 的輕質(zhì)絕緣彈簧。釋放彈簧,兩棒在各自磁場中運(yùn)動(dòng)直至停止,彈簧始終在彈性限度內(nèi)。整個(gè)過程中兩棒保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)。下列說法正確的是( )。

      A . 彈簧伸展過程中、回路中產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流 B . PQ速率為v 時(shí), MN 所受安培力大小為  C . 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中, MN 與 PQ 的路程之比為2:1 D . 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,通過MN 的電荷量為 
    • 20. (2023·湖南) 某同學(xué)自制了一個(gè)手搖交流發(fā)電機(jī),如圖所示。大輪與小輪通過皮帶傳動(dòng)(皮帶不打滑),半徑之比為 , 小輪與線圈固定在同一轉(zhuǎn)軸上。線圈是由漆包線繞制而成的邊長為的正方形,共匝,總阻值為。磁體間磁場可視為磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場。 大輪以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)小輪及線圈繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直。線圈通過導(dǎo)線、滑環(huán)和電刷連接一個(gè)阻值恒為的燈泡。假設(shè)發(fā)電時(shí)燈泡能發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi),下列說法正確的是( )

      A . 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 B . 燈泡兩端電壓有效值為 C . 若用總長為原來兩倍的相同漆包線重新繞制成邊長仍為的多匝正方形線圈,則燈泡兩端電壓有效值為 D . 若僅將小輪半徑變?yōu)樵瓉淼膬杀?,則燈泡變得更亮
    • 21. (2023·全國乙卷) 黑箱外有編號為1、2、3、4的四個(gè)接線柱,接線柱1和2、2和3、3和4之間各接有一個(gè)電阻,在接線柱間還接有另外一個(gè)電阻R和一個(gè)直流電源。測得接線柱之間的電壓U12 = 3.0V,U23 = 2.5V,U34 = -1.5V。符合上述測量結(jié)果的可能接法是(   )

      A . 電源接在1、4之間,R接在1、3之間 B . 電源接在1、4之間,R接在2、4之間 C . 電源接在1、3之間,R接在1、4之間 D . 電源接在1、3之間,R接在2、4之間
    • 22. (2023·全國甲卷) 一有機(jī)玻璃管豎直放在水平地面上,管上有漆包線繞成的線圈,線圈的兩端與電流傳感器相連,線圈在玻璃管上部的5匝均勻分布,下部的3匝也均勻分布,下部相鄰兩匝間的距離大于上部相鄰兩匝間的距離。如圖(a)所示。現(xiàn)讓一個(gè)很小的強(qiáng)磁體在玻璃管內(nèi)沿軸線從上端口由靜止下落,電流傳感器測得線圈中電流I隨時(shí)間t的變化如圖(b)所示。則(    )

      A . 小磁體在玻璃管內(nèi)下降速度越來越快 B . 下落過程中,小磁體的N極,S極上下順倒了8次 C . 下落過程中,小磁體受到的電磁阻力始終保持不變 D . 與上部相比,小磁體通過線圈下部的過程中,磁通量變化率的最大值更大
    三、非選擇題
    • 23. (2023·浙江) 某興趣小組設(shè)計(jì)了一種火箭落停裝置,簡化原理如圖所示,它由兩根豎直導(dǎo)軌、承載火箭裝置(簡化為與火箭絕緣的導(dǎo)電桿MN)和裝置A組成,并形成團(tuán)合回路。裝置A能自動(dòng)調(diào)節(jié)其輸出電壓確?;芈冯娏?em>I恒定,方向如圖所示。導(dǎo)軌長度遠(yuǎn)大于導(dǎo)軌間距,不論導(dǎo)電桿運(yùn)動(dòng)到什么位置,電流I在導(dǎo)電桿以上空間產(chǎn)生的磁場近似為零,在導(dǎo)電桿所在處產(chǎn)生的磁場近似為勻強(qiáng)磁場,大小(其中k為常量),方向垂直導(dǎo)軌平面向里;在導(dǎo)電桿以下的兩導(dǎo)軌間產(chǎn)生的磁場近似為勻強(qiáng)磁場,大小 , 方向與B1相同。火箭無動(dòng)力下降到導(dǎo)軌頂端時(shí)與導(dǎo)電桿粘接,以速度v0進(jìn)入導(dǎo)軌,到達(dá)絕緣??科脚_(tái)時(shí)速度恰好為零,完成火箭落停。已知火箭與導(dǎo)電桿的總質(zhì)量為M , 導(dǎo)軌間距 , 導(dǎo)電桿電阻為R。導(dǎo)電桿與導(dǎo)軌保持良好接觸滑行,不計(jì)空氣阻力和摩擦力,不計(jì)導(dǎo)軌電阻和裝置A的內(nèi)阻。在火箭落停過程中,

      1. (1) 求導(dǎo)電桿所受安培力的大小F和運(yùn)動(dòng)的距離L
      2. (2) 求回路感應(yīng)電動(dòng)勢E與運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的關(guān)系;
      3. (3) 求裝置A輸出電壓U與運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的關(guān)系和輸出的能量W;
      4. (4) 若R的阻值視為0,裝置A用于回收能量,給出裝置A可回收能量的來源和大小。
    • 24. (2023·上海) 如圖(a),線框cdef位于傾斜角θ=30°的斜面上,斜面上有一長度為D的單匝矩形磁場區(qū)域,磁場方向垂直于斜面向上,大小為0.5T,已知線框邊長cd=D=0.4m,m=0.1kg,總電阻R=0.25Ω,現(xiàn)對線框施加一沿斜面向上的力F使之運(yùn)動(dòng)。斜面上動(dòng)摩擦因數(shù)μ= , 線框速度隨時(shí)間變化如圖(b)所示。(重力加速度g取9.8m/s2)

      1. (1) 求外力F大??;
      2. (2) 求cf長度L;
      3. (3) 求回路產(chǎn)生的焦耳熱Q。
    • 25. (2023·江蘇) 小明通過實(shí)驗(yàn)探究電壓表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響.所用器材有:干電池(電動(dòng)勢約1.5V,內(nèi)阻不計(jì))2節(jié);兩量程電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ;量程0~15V,內(nèi)阻約15kΩ)1個(gè);滑動(dòng)變阻器(最大阻值50Ω)1個(gè);定值電阻(阻值50Ω)21個(gè);開關(guān)1個(gè)及導(dǎo)線若干.實(shí)驗(yàn)電路如題1圖所示.

        

      1. (1) 電壓表量程應(yīng)選用(選填“3V”或“15V”).
      2. (2) 題2圖為該實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路(右側(cè)未拍全).先將滑動(dòng)變阻器的滑片置于如圖所示的位置,然后用導(dǎo)線將電池盒上接線柱A與滑動(dòng)變阻器的接線柱(選填“B”“C”“D”)連接,再閉合開關(guān),開始實(shí)驗(yàn).

          

      3. (3) 將滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)到合適位置后保持不變,依次測量電路中O與1,2,…,21之間的電壓.某次測量時(shí),電壓表指針位置如題3圖所示,其示數(shù)為V.根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出電壓U與被測電阻值R的關(guān)系圖線,如題4圖中實(shí)線所示.

          

      4. (4) 在題1圖所示的電路中,若電源電動(dòng)勢為E , 電壓表視為理想電壓表,滑動(dòng)變阻器接入的阻值為 , 定值電阻的總阻值為 , 當(dāng)被測電阻為R時(shí),其兩端的電壓(用E、、R表示),據(jù)此作出理論圖線如題4圖中虛線所示.小明發(fā)現(xiàn)被測電阻較小或較大時(shí),電壓的實(shí)測值與理論值相差較小.
      5. (5) 分析可知,當(dāng)R較小時(shí),U的實(shí)測值與理論值相差較小,是因?yàn)殡妷罕淼姆至餍?,電壓表?nèi)阻對測量結(jié)果影響較小.小明認(rèn)為,當(dāng)R較大時(shí),U的實(shí)測值與理論值相差較小,也是因?yàn)橄嗤脑颍闶欠裢馑挠^點(diǎn)?請簡要說明理由.
    • 26. (2023·新課標(biāo)卷) 一邊長為L、質(zhì)量為m的正方形金屬細(xì)框,每邊電阻為R0 , 置于光滑的絕緣水平桌面(紙面)上。寬度為2L的區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B , 兩虛線為磁場邊界,如圖(a)所示。

      1. (1) 使金屬框以一定的初速度向右運(yùn)動(dòng),進(jìn)入磁場。運(yùn)動(dòng)過程中金屬框的左、右邊框始終與磁場邊界平行,金屬框完全穿過磁場區(qū)域后,速度大小降為它初速度的一半,求金屬框的初速度大小。
      2. (2) 在桌面上固定兩條光滑長直金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌與磁場邊界垂直,左端連接電阻R1= 2R0 , 導(dǎo)軌電阻可忽略,金屬框置于導(dǎo)軌上,如圖(b)所示。讓金屬框以與(1)中相同的初速度向右運(yùn)動(dòng),進(jìn)入磁場。運(yùn)動(dòng)過程中金屬框的上、下邊框處處與導(dǎo)軌始終接觸良好。求在金屬框整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,電阻R1產(chǎn)生的熱量。
    • 27. (2024高二下·豐城月考) 如圖,兩根足夠長的光滑金屬直導(dǎo)軌平行放置,導(dǎo)軌間距為 , 兩導(dǎo)軌及其所構(gòu)成的平面均與水平面成角,整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 . 現(xiàn)將質(zhì)量均為的金屬棒垂直導(dǎo)軌放置,每根金屬棒接入導(dǎo)軌之間的電阻均為 . 運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好,金屬棒始終未滑出導(dǎo)軌,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì),重力加速度為

        

      1. (1) 先保持棒靜止,將棒由靜止釋放,求棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小
      2. (2) 在(1)問中,當(dāng)棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),再將棒由靜止釋放,求釋放瞬間棒的加速度大小;
      3. (3) 在(2)問中,從棒釋放瞬間開始計(jì)時(shí),經(jīng)過時(shí)間 , 兩棒恰好達(dá)到相同的速度 , 求速度的大小,以及時(shí)間內(nèi)棒相對于棒運(yùn)動(dòng)的距離
    • 28. (2023·浙江選考) 如圖1所示,剛性導(dǎo)體線框由長為L、質(zhì)量均為m的兩根豎桿,與長為的兩輕質(zhì)橫桿組成,且。線框通有恒定電流 , 可以繞其中心豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。以線框中心O為原點(diǎn)、轉(zhuǎn)軸為z軸建立直角坐標(biāo)系,在y軸上距離O為a處,固定放置二半徑遠(yuǎn)小于a,面積為S、電阻為R的小圓環(huán),其平面垂直于y軸。在外力作用下,通電線框繞轉(zhuǎn)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)線框平面與平面重合時(shí)為計(jì)時(shí)零點(diǎn),圓環(huán)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的y分量與時(shí)間的近似關(guān)系如圖2所示,圖中已知。

      1. (1) 求0到時(shí)間內(nèi),流過圓環(huán)橫截面的電荷量q;
      2. (2) 沿y軸正方向看以逆時(shí)針為電流正方向,在時(shí)間內(nèi),求圓環(huán)中的電流與時(shí)間的關(guān)系;
      3. (3) 求圓環(huán)中電流的有效值;
      4. (4) 當(dāng)撤去外力,線框?qū)⒕徛郎p速,經(jīng)時(shí)間角速度減小量為 , 設(shè)線框與圓環(huán)的能量轉(zhuǎn)換效率為k,求的值(當(dāng) , 有)。

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