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如图所示,在xoy平面内有一扇形金属框abc,其半径为r,ac边与y轴重合,bc...

manfen5.com 满分网如图所示,在xoy平面内有一扇形金属框abc,其半径为r,ac边与y轴重合,bc边与x轴重合,且c为坐标原点,ac边与bc边的电阻不计,圆弧ab上单位长度的电阻为R.金属杆MN长度为L,放在金属框abc上,MN与ac边紧邻.磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直并充满平面.现对MN杆施加一个外力(图中未画出),使之以C点为轴顺时针匀速转动,角速度为ω.求:
(1)在MN杆运动过程中,通过杆的电流I与转过的角度θ间的关系;
(2)整个电路消耗电功率的最小值是多少?
(1)先求出电路中产生的感应电动势,然后求出电路总电阻,根据欧姆定律即可求得电流I与转过的角度θ间的关系; (2)根据题意可知,圆弧总长度rθ+r()是定值,所以,当 rθ=r()时,即时,总电阻R总有最大值.求出总电阻的最大值,然后根据功率的公式求解最小功率. 【解析】 (1)电路中感应电动势 E=Bωr2      设金属杆的电阻为R,则电路总电阻 R总=R+=R+ 杆中电流I与杆转过的角度θ的关系为  I=     (2)由于总电阻:R总=R+,圆弧总长度rθ+r()是定值,所以,当 rθ=r()时,即时,总电阻R总有最大值.      此时,R总=R+     此时,电路消耗电功率的最小值是P== 答:(1)在MN杆运动过程中,通过杆的电流I与转过的角度θ间的关系为I=; (2)整个电路消耗电功率的最小值是.
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考点分析:
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如图所示,中轴线PQ将矩形区域MNDC分成上下两部分,上部分充满垂直纸面向外的匀强磁场,下部分充满垂直纸面向内的匀强磁场,磁感应强度皆为B.一质量为m,带电量为q的带正电粒子从P点进入磁场,速度与边MC的夹角θ=30°.MC边长为a,MN边长为8a,不计粒子重力.求:
(1)若要该粒子不从MN边射出磁场,其速度最大值是多少?
(2)若要该粒子恰从Q点射出磁场,其在磁场中的运行时间最少是多少?
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(1)电场改变方向前经过的时间;
(2)带正电小球到达P点时的速度大小和方向.
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如图a所示,在水平路段AB上有一质量为2×103kg的汽车,正以10m/s的速度向右匀速行驶,汽车前方的水平路段BC较粗糙,汽车通过整个ABC路段的v-t图象如图b所示,在t=20s时汽车到达C点,运动过程中汽车发动机的输出功率保持不变.假设汽车在AB路段上运动时所受的恒定阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)f1=2000N.(解题时将汽车看成质点)求:
(1)运动过程中汽车发动机的输出功率P;
(2)汽车速度减至8m/s的加速度a大小;
(3)BC路段的长度.
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某实验小组向描绘有“4V、2W”的小灯泡的U-I图象,除导线和开关还备有以下器材可供选择:
A.电流表A1,(量程0.6A,内阻约为1Ω)
B.电流表A1,(量程3.0A,内阻约为0.2Ω)
C.电压表V1,(量程5.0V,内阻约为5kg)
D.电压表V2,(量程15.0V,内阻约为15kg)
E.滑动变阻器R1(最大电阻为5Ω,额定电流500mA)
F.滑动变阻器R2(最大电阻为10Ω,额定电流2.0A)
(1)实验中所用的电流表应选______;电压表应选______;滑动变阻器应选______.(只需填器材前面的字母代号)
(2)在虚线框内画出实验的电路图.
(3)经过正确的操作,测得的数据如下表,请根据下表数据在坐标系中描点画出小灯泡的U-I曲线.
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U/v0.400.801.201.602.002.402.803.203.604.00
I/A0.120.220.300.360.400.430.460.480.490.50

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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