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如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,上端接有电阻R1=3Ω,下...

如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,上端接有电阻R1=3Ω,下端接有电阻R2=6Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab,从OO′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落0.2m过程中始终与导轨保持良好接触,加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示.求:
(1)磁感应强度B;
(2)杆下落0.2m过程中通过电阻R2的电荷量q.

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(1)由图乙可知金属杆自由下滑的高度是0.05m,此过程机械能守恒,则可求出杆刚进入磁场时的速度大小.杆刚进入磁场时加速度,由图读出为-10m/s2,由E=BLv、I=、F安=BIL,求出杆所受的安培力大小,即可由牛顿第二定律求出B; (2)根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式I=结合即可求出通过杆的电量,再得到通过电阻R2的电荷量q. 【解析】 (1)由图象知,杆自由下落的高度为h=0.05m,当地的重力加速度g=10m/s2,则杆刚进磁场时的速度为    v==1m/s 由图象知,杆进入磁场时的加速度为a=-g=-10m/s2, 由E=BLv、I=、F安=BIL得    F安= 又R并= 根据牛顿第二定律得:mg-F安=ma 联立解得,B=2T (2)根据法拉第电磁感应定律得:杆在磁场中产生的平均感应电动势为= 杆中平均感应电流为 通过杆的电量Q= 联立解得Q=0.15C 由于R1=3Ω,R2=6Ω,两个电阻并联,通过它们的瞬时电流关系为= 故通过电阻R2的电荷量q==0.05C. 答:(1)磁感应强度B是2T; (2)杆下落0.2m过程中通过电阻R2的电荷量q是0.05C.
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考点分析:
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(2)磁感应强度的大小B;
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(1)木板所受摩擦力大小
(2)使小滑块不从木板上掉下,木板初速的最大值.

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钩码重量/N36912
弹簧总长/cm5.06.27.48.69.8
(1)请在坐标纸上作出弹簧所受弹力F与弹簧总长L之间的关系图线;
(2)由实验图线得到弹簧弹力与弹簧长度之间的关系式为______

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为测定一节干电池(电动势约1.5V,内阻约1.0Ω)的电动势和内阻,实验室制备有电流表G(满偏电流3mA,内阻25Ω)、定值电阻R=0.126Ω、开关和若干导线及以下器材:
A.量程0-3V,内阻约1000Ω的电压表
B.量程0-15V,内阻约1500Ω的电压表
C.总阻值为10Ω、额定电流为2A的滑动变阻器
D.总阻值为100Ω、额定电流为1A的滑动变阻器
(1)因电流表量程太小,需将R与电流表______连接以扩大量程.
(2)电压表应选择______;滑动变阻器应该选择______.(填代号)
(3)请在方框内完成实验电路图;
(4)根据所画的电路图,分析引起该实验系统误差的主要原因是______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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