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如图(a)所示,平行金属导轨MN、PQ光滑且足够长,固定在同一水平面上,两导轨间...

如图(a)所示,平行金属导轨MN、PQ光滑且足够长,固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.25 m,电阻R=0.5 Ω,导轨上停放一质量m=0.1 kg、电阻r=0.1 Ω的金属杆,导轨电阻可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=0.4 T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下,现用一外力F沿水平方向拉杆,使其由静止开始运动,理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图(b)所示.

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(1)分析证明金属杆做匀加速直线运动;

(2)求金属杆运动的加速度;

(3)写出外力F随时间变化的表达式;

(4)求第2.5 s末外力F的瞬时功率.

 

(1)见解析 (2)2.4 m/s2 (3)F=0.04t+0.24 N (4)2.04 W 【解析】(1)U=E·=,U∝v,因U随时间均匀变化,故v也随时间均匀变化,金属杆做匀加速直线运动. (2)由图象k==·=a· 则金属杆运动的加速度 a== m/s2=2.4 m/s2. (3)由牛顿第二定律F=F安+ma=BIL+ma=+ma=0.04t+0.24(N). (4)第2.5 s末外力F的瞬时功率P=Fv=(0.04t+0.24)at=2.04 W. 答案:(1)见解析 (2)2.4 m/s2 (3)F=0.04t+0.24 N (4)2.04 W 本题考查法拉第电磁感应定律和电路的结合问题,根据导体棒切割磁感线,以及Ut图像判断导体棒做匀加速直线运动,由楞次定律求出加速度a
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考点分析:
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如图所示,匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的,且宽度相等均为d,电场方向在纸平面内竖直向下,而磁场方向垂直于纸面向里,一带正电的粒子从O点以速度v0沿垂直电场方向进入电场,从A点出电场进入磁场,离开电场时带电粒子在电场方向的偏转位移为电场宽度的一半,当粒子从磁场右边界上C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致,已知d、v0(带电粒子重力不计),求:

(1)粒子从C点穿出磁场时的速度大小v;

(2)电场强度E和磁感应强度B的比值6ec8aac122bd4f6e.

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电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m,两导轨间距L=0.75 m,导轨倾角为30°,导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5Ω,质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好,从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端,在此过程中金属棒产生的焦耳热6ec8aac122bd4f6e。(取6ec8aac122bd4f6e)求:

6ec8aac122bd4f6e

(1)金属棒在此过程中克服安培力的功6ec8aac122bd4f6e

(2)金属棒下滑速度6ec8aac122bd4f6e时的加速度6ec8aac122bd4f6e

(3)为求金属棒下滑的最大速度6ec8aac122bd4f6e,有同学解答如下:由动能定理6ec8aac122bd4f6e,……。由此所得结果是否正确?若正确,说明理由并完成本小题;若不正确,给出正确的解答。

 

 

 

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如图甲所示,在一水平放置的隔板MN的上方,存在一磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场方向如图所示。O为隔板上的一个小孔,通过O点可以从不同方向向磁场区域发射电量为+q,质量为m,速率为6ec8aac122bd4f6e的粒子,且所有入射的粒子都在垂直于磁场的同一平面内运动。不计重力及粒子间的相互作用。

(1)如图乙所示,与隔板成450角的粒子,经过多少时间后再次打到隔板上?此粒子打到隔板的位置与小孔的距离为多少?

(2)所有从O点射入的带电粒子在磁场中可能经过区域的面积为多少?

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如图所示为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈的长度ab=0.25 m,宽度bc=0.20 m,共有n=100匝,总电阻r=1.0 Ω,可绕与磁场方向垂直的对称轴OO′转动.线圈处于磁感应强度B=0.40 T的匀强磁场中,与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0 V,1.8 W”的灯泡.当线圈以角速度ω匀速转动时,小灯泡消耗的功率恰好为1.8 W.则:

(1)推导发电机线圈产生感应电动势最大值的表达式为Em=nBSω(其中S表示线圈的面积);

(2)求线圈转动的角速度ω;

(3)求线圈以上述角速度转动100周过程中发电机产生的电能.

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小明同学用如图甲所示的电路研究灯泡L(2.4V,1.0W)的伏安特性,并测出该灯泡在额定电压下正常工作时的电阻值。

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(1)在闭合开关S前,滑动变阻器触头应放在    端。(选填“a”或“b”)

(2)根据电路图,请在图乙中将实物图补充完整。

(3)实验后作出的U-I图象如图丙所示,灯泡在额定电压下工作时的电阻值R=    6ec8aac122bd4f6e(结果保留两位有效数字),该测量值比真实值偏     (选填“大”或“小”),丙图中图线发生弯曲的主要原因是                                                       

 

 

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