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如图所示,螺线管横截面积为S,线圈匝数为N,电阻为R1,管内有水平向左的变化磁场...

如图所示,螺线管横截面积为S,线圈匝数为N,电阻为R1,管内有水平向左的变化磁场.螺线管与足够长的平行金属导轨MN、PQ相连并固定在同一平面内,与水平面的夹角为θ,两导轨间距为L.导轨电阻忽略不计.导轨处于垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中.金属杆ab垂直导轨,杆与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦滑动.已知金属杆ab的质量为m,电阻为R2,重力加速度为g.忽略螺线管磁场对金属杆ab的影响、忽略空气阻力.
(1)为使ab杆保持静止,求通过ab的电流的大小和方向;
(2)当ab杆保持静止时,求螺线管内磁场的磁感应强度B的变化率;
(3)若螺线管内方向向左的磁场的磁感应强度的变化率△B/△t=k(k>0).将金属杆ab由静止释放,杆将沿斜面向下运动.求当杆的速度为v时,杆的加速度大小.

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(1)金属杆平衡时,所受安培力向上,大小与重力沿斜面的分力相等,可求电流大小和方向 (2)螺线管内磁场的磁感应强度的变化,导致螺线管充当电源,根据闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律可求磁感应强度B的变化率 (3)由于杆向下运动,安培力方向向上,电路中将有两处产生感应电动势,由闭合电路欧姆定律求得电流大小,进而求得安培力大小,由牛顿第二定律得到加速度 【解析】 (1)以金属杆ab为研究对象,根据平衡条件mgsinθ-BI L=0 得: 通过ab杆电流方向为由b到a (2)根据法拉第电磁感应定律 根据欧姆定律 得 (3)根据法拉第电磁感应定律 ab杆切割磁感线产生的电动势 E2=BLv  总电动势     E总=E1+E2 感应电流 根据牛顿第二定律mgsinθ-F=ma 安培力        F=BI′L            所以 答:(1)电流的大小方向由b到a (2)磁感应强度B的变化率 (3)杆的加速度安培力
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考点分析:
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如图所示,小球a的质量为M,被一根长为L=0.5m的可绕O轴自由转动的轻质细杆固定在其端点,同时又通过绳跨过光滑定滑轮与另一个小球b相连,整个装置平衡时杆和绳与竖直方向的夹角均为30°.若将小球a拉水平位置(杆呈水平状态)开始释放,不计摩擦,重力加速度g取10m/s2,竖直绳足够长,求当杆转动到竖直位置时,小球b的速度大小.

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(1)求h的大小;
(2)若改变小球在斜面上静止释放的位置问小球能否垂直打到斜面DE上的Q点(CQ⊥DE).若能,请求出h的大小;若不能,请说明理由?

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某同学用位移传感器研究木块在斜面上的滑动情况,装置如图1.己知斜面倾角θ=37°.他使木块以初速度v沿斜面上滑,并同时开始记录数据,绘得木块从开始上滑至最高点,然后又下滑回到出发处过程中的s-t图线如图2所示.图中曲线左侧起始端的坐标为(0,1.4),曲线最低点的坐标为(0.6,0.4).重力加速度g取10m/s2.sin37°=0.6,cos37°=0.8求:
(1)木块上滑时的初速度v和上滑过程中的加速度a1
(2)木块与斜面间的动摩擦因数μ;
(3)木块滑回出发点时的速度vt
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如图所示的电路可用于测量电源的内阻r,电源的电动势未知.图中A 是电流表,其内阻并不很小,V为电压表,其内阻亦不很大,R是一限流电阻,阻值未知,电键S1、S2、S3都处于断开状态.
请补充完成下列实验步骤,用适当的符号表示该步骤中应测量的物理量:
(1)闭合S1,S3打向1,测得电压表的读数U,电流表的读数为I,电压表的内阻RV=______
(2)闭合S1,S3打向2,测得电压表的读数U1
(3)______
(4)用所测得的物理量表示电池内阻的表示式为r=______

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在研究电磁感应现象实验中.
(1)为了能明显地观察到实验现象,请在如图所示的实验器材中,用实线连接成相应的实物电路图.
(2)将原线圈插入副线圈中,闭合电键,副线圈中感应电流与原线圈中电流的绕行方向相同的实验操作是______
(A)插入软铁棒     (B)拔出副线圈
(C)使变阻器阻值变大 (D)断开电键.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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