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如图甲所示,在水平面上固定有宽为L=1.0m足够长的金属平行导轨,导轨左端接有的...

如图甲所示,在水平面上固定有宽为L=1.0m足够长的金属平行导轨,导轨左端接有的R=0.5Ω的电阻,垂直于导轨平面有一磁场,且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示.在t=0时刻,在距导轨左端d=5m处有一阻值r=0.5Ω光滑导体棒,放置在导轨上,第1S内导体棒在一变力作用下始终处于静止状态,不计导体棒与导轨之间的接触电阻.求
(1)第1s内的感应电动势大小;
(2)第1s末拉力的大小及方向;
(3)若1s后拉力保持与第1s末相同,求导体棒的最终速度.
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(1)根据法拉第电磁感应定律求出第1内产生的感应电动势大小. (2)根据闭合电路欧姆定律求出电路中的电流,从而求出安培力的大小,根据楞次定律得出感应电流的方向,从而根据左手定则得出安培力的方向,拉力与安培力大小相等,方向相反. (3)1s后导体棒做变加速直线运动,当拉力等于安培力时速度最大,根据切割产生的感应电动势,结合闭合电路欧姆定律,抓住合力为零,求出最终的速度. 【解析】 (1)第1s内由电磁感应定律可得: 电动势为. (2)由闭合电路欧姆定律知 F安=BIL=0.8N 由平衡条件知F=F安=0.8N 由楞次定律可得,感应电流的方向为逆时针方向,根据左手定则,导体棒安培力的方向水平向左,则拉力方向水平向右. (3)1s后导体棒做变加速直线运动,当受力平衡速度达最大 则由电磁感应定律E′=BLv 由闭合电路欧姆定律知I′=. 由平衡条件知F′=F安′=I′LB 联立解得 代入数据得V=5m/s. 答:(1)第1s内的感应电动势大小为2V. (2)第1s末拉力的大小为0.8N,方向水平向右. (3)导体棒的最终速度为5m/s.
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考点分析:
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如图所示,是用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验.在滑块上安装一遮光板,把滑块放在水平气垫导轨上并静止在A处,并通过定滑轮的细绳与钩码相连,光电计时器安装在B处.测得滑块(含遮光板)质量为M、钩码总质量为m、遮光板宽度为d、当地的重力加速度为g.将滑块在图示A位置释放后,光电计时器记录下遮光板通过光电门的时间分别为△t.
①实验中是否要求钩码总质量m远小于滑块质量M______(填:是、否)
②实验中还需要测量的物理量是______(用文字及相应的符号表示).
③本实验中验证机械能守恒的表达式为:______(用以上对应物理量的符号表示).
④如果实验结果系统动能增加量大于重力势能减少量,请指出实验的调节可能出的问题______

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为测定海水的电阻率:
①某学习小组选取了一根塑料管,分别用刻度和游标卡尺测出其长度L和内径d,内径示数如图a所示,由图d=______mm.
②在塑料管里面灌满了海水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的海水柱.用多用表的档位转换开关K旋转在如图b所示的位置,将插入“+”、“-”插孔的红黑表笔短接,调零后粗测其阻值R,其结果如图b中表盘中所示,则R=______Ω.
③该小组将为进一步精测其阻值,现采用伏安法.有如下实验器材供选择:
A.直流电源:电动势12V,内阻不计,额定电流为1A;
B.电流表A:量程0~10mA,内阻约10Ω;≜
C.电压表V:量程0~15V,内阻约15kΩ;
D.滑动变阻器R1:最大阻值10Ω;
E.滑动变阻器R2:最大阻值10kΩ;
F.多用表:如图b;
G.开关、导线等
(a)该小组采用限流电路并在正确选择器材后完成部分导线的连接,请你在实物接线图c中完成余下导线的连接并在滑动变阻器旁边标上其符号(R1或R2).
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(b)若该小组在实验过程中由于操作不当,导致所选用的电流表损坏.为保证实验的正常进行,可将多用表的档位转换开关K旋转至直流______挡位上,替换原使用的电流表并通过插入“+”、“-”插孔的红黑表笔正确接入电路,继续实验.
该小组在实验中测得电压表和电流表的示数分别为U和I,则精确测出的海水电阻率表达式为:ρ=______
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我们在冬天夜间脱外衣时经常会发现产生火花的现象,将内衣外衣看成电容器的两个极板,则对此过程说法正确的是( )
A.电容器电容在增加
B.电容器电容在减少
C.能释放大量能量
D.产生很高的电压
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如图甲所示,矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动,输出交流电的电动势图象如图乙所示,则( )
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A.t=0.01s时刻穿过线框回路的磁通量变化率为零
B.t=0.02s时刻穿过线框回路的磁通量为零
C.线圈转动周期为0.01s
D.电动势有效值为22V
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如图是我国于2011年9月29日发射的“天宫一号A”目标飞行器和11 月1日发射的“神舟八号B”飞船交会对接前共面近圆轨道示意图.下列说法中正确的是( )
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A.A的运行速率大于B的运行速率
B.A的运行角速度小于B运行的角速度
C.A和B的发射速度都应大于第二宇宙速度
D.若B接到指令要与A交会对接必须点火加速
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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