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如图所示,间距d=0.5m的光滑导轨由水平部分和倾斜部分组成,倾角θ=30°,水...

如图所示,间距d=0.5m的光滑导轨由水平部分和倾斜部分组成,倾角θ=30°,水平部分接一定值电阻R=0.3Ω,导轨电阻不计.有理想边界的磁场Ⅰ,磁感应强度B=0.4T,质量为m=0.1kg、内阻为r=0.1Ω的导体棒ab由M位置静止释放,下落2m高度后到达斜面底端,在到达斜面底端前导体棒已经匀速运动,求
(1)导体棒匀速运动时的速度v
(2)导体棒在穿过磁场Ⅰ时,导体棒上产生的焦耳热.
(3)设磁场Ⅱ沿导轨方向的宽度为L,初始时磁感应强度为B,导体棒进入磁场Ⅱ后,为维持导体棒仍以速度v做匀速运动,磁场Ⅱ的磁感应强度B应随时间t怎么变化?用字母表示出B随时间t变化的关系式.

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(1)导体棒匀速运动时受力平衡,重力沿斜面向下的分力与安培力大小相等,方向相反.根据E=Bdv、I=、F安=BId推导出安培力的表达式,联立即可求出速度v. (2)框由M处下落到斜面底端过程中,重力势能减小转化为棒的动能和电路中的内能,根据能量守恒定律和焦耳定律列式求解导体棒上产生的焦耳热. (3)要维持导体棒匀速运动,则知导体棒进入磁场Ⅱ后回路中感应电流应为零,磁通变化量为零,根据棒刚进磁场Ⅱ的磁通量与任一时刻的磁通量相等,求出磁场Ⅱ的磁感应强度B应随时间t变化的关系式. 【解析】 (1)导体棒最终匀速运动,由力的平衡条件得:    mgsinθ=F安   又F安=BId,I=,E=Bdv,得F安= 联立上式可得 v= 代入解得  v=5m/s (2)线框由M处下落到斜面底端过程中,由能的转化和守恒得:   mgh=+Q总 依据导体棒与定值电阻串联,电流总相等,由焦耳定律Q=I2Rt,得  导体棒上产生的焦耳热为 Q棒= 联立解得, (3)要维持导体棒匀速运动,则导体棒进入磁场Ⅱ后回路中感应电流应为零,即磁通变化量为零.设经历时间t后,磁感应强度为B,则 △φ=B(L-vt)d-BLd=0 得 答: (1)导体棒匀速运动时的速度v为5m/s. (2)导体棒在穿过磁场Ⅰ时,导体棒上产生的焦耳热为. (3)磁场Ⅱ的磁感应强度B应随时间t变化的规律为:.
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考点分析:
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一条小河宽d=100m,河水流速v1=3m/s.某人驾驶冲锋舟自岸边出发,以加速度a=2m/s2沿垂直河岸方向向对面航行,同时被河水冲向下游.
(1)若以出发点为坐标原点,以河水流动方向为x轴,以垂直河岸方向为y轴,建立平面直角坐标系,求冲锋舟的轨迹方程.
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在下面的电路图1中,定值电阻R=5Ω.现做如下实验
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(1)单刀双掷开关S1接1,单刀双掷开关S2接3,闭合电键S3,通过调整滑动变阻器R,读出电压表、电流表的一系列数值,画出U1-I1图象如图2所示,由图象可求得电流表的内阻RA=______Ω.
(2)单刀双掷开关S1接2,单刀双掷开关S2接4,闭合电键S3,通过调整滑动变阻器R,读出电压表、电流表的一系列数值,画出U2-I2图象如图3所示,由图象可求得电源的电动势E=______V,内阻r=______Ω.
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用气垫导轨装置做探究恒力做功与物体动能变化的关系的实验(如图1).将气垫导轨调节水平,把研究对象滑块放于导轨上,细线跨过定滑轮连接滑块和钩码,以竖直下垂的钩码的重力表示滑块受到的水平恒力的大小;通过计时器记录滑块的挡光条通过光电门的时间,求解滑块的瞬时速度;用刻度尺测量滑块自静止开始通过的位移.
(1)为保证钩码的重力与滑块受到的水平拉力大小基本相等,钩码质量m与滑块的质量M间应满足的关系是______
(2)滑块上所安装的挡光条宽度为d,某次通过光电门时记录的时间为△t,则滑块通过光电门的瞬时速度为______
(3)某次实验中滑块自静止起运动到光电门处发生的位移为S,其它物理量用(1)(2)中提供的物理量,实验操作正确,则恒力做功与动能变化之间的关系式应当为______
(4)若改变滑块的位移,重复做几次实验,可测得几组对应的速度v、位移S的数据,现用纵轴表示v2,用横纵表示S,请在图2中的坐标系中定性画出v2-S关系图象.
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如图所示,空间有磁感应强度B=0.6T的匀强磁场,有一α粒子源在坐标原点处,以相同大小的速度沿不同方向向第四象限发射α粒子,在x坐标轴上方16cm处有一足够大的挡板,已知α粒子的比荷manfen5.com 满分网,速度为3×106m/s,则可以打到挡板的α粒子其速度方向与x轴正向最大夹角为( )
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B.B处的场强方向沿x轴负方向
C.将一负电荷由A移至C,电场力一直做正功
D.将一正电荷由O移至B和由B移至C,电势能的变化相等
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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