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如图所示面积为S=0.5m2的单匝矩形线圈与平行金属板相接,线圈内有变化的与线圈...

如图所示面积为S=0.5m2的单匝矩形线圈与平行金属板相接,线圈内有变化的与线圈平面垂直的匀强磁场,磁场随时间的变化规律是B=kt+b(k=2T/s,b=3T),两金属板间的距离是d=0.1m;金属板之间有一个水平绝缘光滑轨道,轨道上有P、Q两点,P、Q两点间的距离是L=0.06m.一个带电量是正q=0.006C,质量是m=0.005kg的质点,从P点由静止释放,质点沿轨道运动 求:
(1)质点从P点运动到Q点的运动时间
(2)质点从P点运动到Q点减少的电势能
(3)若想提高质点从P点运动到Q点机械能的增加量可以采取什么措施?

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(1)根据法拉第电磁感应定律求出线圈产生的感应电动势,从而得出两金属板间的电势差,求出匀强电场的电场强度,根据牛顿第二定律和运动学公式求出质点从P点运动到Q点的时间. (2)根据电场力做功判断电势能的变化. (3)除重力以外其它力做功等于机械能的增量,通过增大电场力做功提高机械能的增加量. 【解析】 (1)根据法拉第电磁感应定律得,ɛ=. 则两极板间的电场强度E=. 则质点的加速度a=. 根据得,t=. (2)电场力做功W=qEL=0.006×10×0.06J=0.0036J, 则电势能减小为0.0036J. (3)增大磁感应强度的变化率,可以增大电动势,从而增大电场强度,增大电场力做功,从而增大质点从P点运动到Q点机械能的增加量. 答:(1)质点从P点运动到Q点的运动时间为0.1s. (2)质点从P点运动到Q点减少的电势能为0.0036J. (3)增大磁感应强度的变化率.
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考点分析:
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(1)质点P脱离弹簧时的速度
(2)两质点相碰后的总动能
(3)B、C之间的距离.

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B.φ=manfen5.com 满分网
C.φ=manfen5.com 满分网
D.φ=manfen5.com 满分网
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B.带电质点的运动可能是加速的
C.带点质点的运动一定是匀速的
D.匀强电场的方向一定向右
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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