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如图所示,MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQ⊥MN。导轨平面与水...

如图所示,MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQ⊥MN。导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=5Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B0=1T。将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计。现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度,cd距离NQ为s=2m。试解答以下问题:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

说明: 满分5 manfen5.com

(1)当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大?

(2)金属棒达到的稳定速度是多大?

(3)当金属棒滑行至cd处时回路中产生的焦耳热是多少?

(4)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减小,可使金属棒中不产生感应电流,则磁感应强度B应怎样随时间t变化(写出B与t的关系   

式)?

 

(1)0.2A(2)2m/s(3)0.1J(4) 【解析】 试题分析:(1)达到稳定速度时,有                 由平衡条件有 解得  (2)导体切割磁感线产生的感应电动势为  由欧姆定律有         解得:       (3)根据能量守恒得,减小的重力势能转化为动能、克服摩擦产生的内能和回路中产生的焦耳热,则有 则 (4)当回路中的总磁通量不变时,金属棒中不产生感应电流,此时金属棒将沿导轨做匀加速运动,由牛顿第二定律有 考点:法拉第电磁感应定律的综合应用
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考点分析:
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在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,线圈所围的面积为0.1m2,线圈电阻为1说明: 满分5 manfen5.com.规定线圈中感应电流I 的正方向从上往下看是顺时针方向,如图(1)所示.磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图(2)所示.则以下说法正确的是 (     )

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A.在时间0~5s内,I的最大值为0.1A

B.在第4s时刻,I的方向为逆时针

C.前2 s内,通过线圈某截面的总电量为0.01C

D.第3s内,线圈的发热功率最大

 

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如图所示,图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象,当调整线圈转速后,所产生正弦交流电的图象如图线b所示,以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是  (     )

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A.在图中t = 0时刻穿过线圈的磁通量均为零

B.线圈先后两次转速之比为3:2

C.交流电a的瞬时值为说明: 满分5 manfen5.comV

D.交流电b的最大值为说明: 满分5 manfen5.comV

 

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下图是法拉第研制成的世界上第一台发电机模型的原理图.将铜盘放在磁场中,让磁感线垂直穿过铜盘,图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一平面内,转动铜盘,就可以使闭合电路获得电流.若图中铜盘半径为L,匀强磁场的磁感应强度为B,回路总电阻为R,从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω.则下列说法正确的是( )

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A.回路中电流大小恒定

B.回路中电流方向不变,且从b导线流进灯泡,再从a流向旋转的铜盘

C.回路中有大小和方向作周期性变化的电流

D.若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场,不转动铜盘,灯泡中也会有电流流过

 

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如图所示,金属杆ab以恒定的速率v在光滑平行导轨上向右滑行,设整个电路总电阻为R(恒定不变),整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中,下列叙述正确的是(  )

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A.ab杆中的电流强度与速率v成正比

B.磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比

C.电阻R上产生的电热功率与速率v成正比

D.外力对ab杆做功的功率与速率v成正比

 

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图甲为小型旋转电枢式交流发电机原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO’匀速转动,线圈的匝数n=100,电阻r=10Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=90Ω,与R并联的交流电压表为理想电表,在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化。求:

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(1)该发电机旋转的角速度;

(2)交流发电机产生的电动势的最大值;

(3)电路中交流电压表的示数。

 

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