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如图甲所示,光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框ABCD,线框的边长为L=...

如图甲所示,光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框ABCD,线框的边长为L=4 m、总电阻为R=1Ω.在直角坐标系xOy中,有界匀强磁场区域的下边界与x轴重合,上边界满足曲线方程y=2sin满分5 manfen5.comx(m),磁感应强度大小B=2 T.线框在沿x轴正方向的拉力F作用下,以速度v=1 m/s水平向右做匀速直线运动,直到拉出磁场.

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(1) 求线框中AD两端的最大电压;

(2) 在图乙中画出运动过程中线框i-t图象,并估算磁场区域的面积(估算结果保留2位有效数字);

(3) 求线框在穿越整个磁场的过程中,拉力F所做的功.

 

(1)3V;(2)3.8 (3.5-4.2都可以)m2   (3)48 J 【解析】 试题分析:(1) 当导线框运动到磁场中心线时,有两种情况,一是BC边,二是AD边,当AD边运动到磁场中心时,AD边上的电压最大.           (1分) Em=BLv=4 V         (2分) Im==4 A       (1分) Um=Im×R=3 V          (2分) (2) BC边切割磁场的时间为t1=3 s         (1分) 此后,经t2时间,线框中无感应电流 t2=1 s        (1分) AD边切割时间t3=t1=3 s 在整个切割过程中,it图象如图所示.         (3分) 在图象中,图象与t轴所围区域共有小方格约152个 (一格0.05C) 故t1时间内通过线框某一截面的电量Q=Nq=7.6 C (7-8.3都可以)         (2分) 又Q=t1=          (2分) S==3.8 (3.5-4.2都可以)m2             (1分) (3) 在t1和t3时间内,通过线框的电流按正弦规定变化 I=Im=2 A             (3分) W=I2R(t1+t3)=48 J            (3分) 考点:电磁感应;功能关系。
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考点分析:
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(20分) 如图所示,在MN左侧QP上方有匀强电场。在MN右侧存在垂直于纸面的矩形匀强磁场(图中未画出),其左边界和下边界分别与MN、AA/重合。现有一带电粒子以初速度满分5 manfen5.com自O点沿水平方向射入,并恰好从P点射出,又经过在矩形有界磁场中的偏转,最终垂直于MN从A点向左水平射出。已知PA距离为d,满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com距离满分5 manfen5.com。不计带电粒子重力。

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求:(1)粒子从下极板边缘射出时的速度;

(2)粒子在从O到A经历的时间

(3)矩形有界磁场的最小面积。

 

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(16分) 如图所示为摩托车特技比赛用的部分赛道,由一段倾斜坡道AB与竖直圆形轨道BCD衔接而成,衔接处平滑过渡且长度不计.已知坡道的倾角θ=11.5°,圆形轨道的半径R=10 m,摩托车及选手的总质量m=250 kg,摩托车在坡道行驶时所受阻力为其重力的0.1倍.摩托车从坡道上的A点由静止开始向下行驶,A与圆形轨道最低点B之间的竖直距离h=5 m,发动机在斜坡上产生的牵引力F=2750 N,到达B点后摩托车关闭发动机.已知sin11.5°=满分5 manfen5.com,g取10 m/s2,求:

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(1) 摩托车在AB坡道上运动的加速度;

(2) 摩托车运动到圆轨道最低点时对轨道的压力;

(3) 若运动到C点时恰好不脱离轨道,求摩托车在BC之间克服摩擦力做的功.

 

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(10分)现有两个电阻R和R0,R为标准电阻,R0的阻值随温度变化.一探究小组用图甲电路(虚线框内还有一个滑动变阻器),经多次测量、描点,画出了两电阻的伏安特性曲线如图乙所示,其中两电阻电流从零开始变化.已知电源电动势为6 V,内阻很小.

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(1)选出最适合本实验的滑动变阻器__________

A.5 Ω   0.6 A       B.20 Ω   0.6 A       C.100 Ω  0.6 A

(2)在图中虚线框内补充完整电路图.

(3)实验中,当电流表的示数为0.1 A时,电阻R0消耗的电功率为_______W;由图线知,R0的阻值随温度升高怎样变化?________________________________________________________________.

 

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(10分)某同学利用光电传感器设计了测定重力加速度的实验,实验装置如图所示,实验器材有带有标度的竖直杆、光电计时器、小钢球等,小钢球的初始位置与标度O平齐,O、A、B、C、D、E间距相等,竖直杆上端固定一个电磁铁,通电时,小钢球被吸在电磁铁上,断电时,小钢球自由下落,光电门可以在竖直杆上移动.

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(1) 某同学用游标卡尺测量小钢球的直径,如图所示,读数为______ cm.

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(2) 先将光电门夹在A处,光电计时器记录下小钢球经过光电门的时间为t,量出OA的距离为h,小钢球的直径为d,则小钢球运动到光电门处的瞬时速度v=__________,当地的重力加速度为______________(用题中所给字母表示).

(3) 该同学通过移动光电门在竖直杆上的位置进行多次实验,若某次实验时光电门计时器记录下小钢球经过光电门的时间为满分5 manfen5.comt,此时光电门应固定在位置________(填“B”“C”“D”或“E”)处.

 

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在如图所示的两平行虚线之间存在着垂直纸面向里、宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场,正方形线框abcd的边长为L(L<d)、质量为m、电阻为R。将线框从距离磁场的上边界为h高处由静止释放后,线框的ab边刚进入磁场时的速度为满分5 manfen5.com,ab边刚离开磁场时的速度也为满分5 manfen5.com,在线框开始进入到全部离开磁场的过程中

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A.感应电流所做的功为mgd

B.感应电流所做的功为2mgd

C.线框的最小动能为满分5 manfen5.com

D.线框的最小动能为mg(h-d+L)

 

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试题属性

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