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均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m.将...

均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m.将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处,如图所示.线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界平行.重力加速度为g.当cd边刚进入磁场时,
(1)求线框中产生的感应电动势大小;
(2)求cd两点间的电势差大小;
(3)若此时线框加速度大小恰好为g/4,求线框下落的高度h应满足什么条件?

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(1)线框先自由下落,由高度h求得速度v,由E=BLv求解感应电动势的大小. (2)cd两点间的电势差大小等于外电压,等于E. (3)若此时线框加速度恰好为g,根据牛顿第二定律求出安培力,由安培力的表达式求出高度,分析加速度方向向下和向上两种情况讨论. 【解析】 (1)设cd边刚进入磁场时,线框的速度为v,由机械能守恒定律得     mgh= 由法拉第电磁感应定律得 E=BLv 综合上述两式解得感应电动势为 E=BL (2)由闭合电路欧姆定律得到此时线框中电流    I= cd两点间的电势差 U=I•R= (3)由安培力公式得 F=BIL= 当a=g,方向向下时,根据牛顿第二定律   mg-F=ma 解得下落高度满足h= 当a=g,方向向上时,根据牛顿第二定律   F-mg=ma 解得下落高度满足 h= 答: (1)线框中产生的感应电动势大小是BL; (2)cd两点间的电势差大小是; (3)若此时线框加速度大小恰好为a=g,当a=g,方向向下时,下落高度满足h=;当a=g,方向向上时,下落高度满足 h=.
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考点分析:
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(选修模块3-5)
(1)下列说法正确的是______
A.在黑体辐射中,随着温度的升高,辐射强度的极大值向频率较低的方向移动
B.汤姆生发现了电子,并提出原子的核式结构模型
C.核子结合成原子核一定有质量亏损,并释放出能量
D.太阳内部发生的核反应是热核反应
(2)氢原子的能级如图所示,当氢原子从n=4向n=2的能级跃迁时,辐射的光子照射在某金属上,刚好能发生光电效应,则该金属的逸出功为______eV.现有一群处于n=4的能级的氢原子向低能级跃迁,在辐射出的各种频率的光子中,能使该金属发生光电效应的频率共有______种.
(3)一静止的铀核(manfen5.com 满分网U)发生α衰变转变成钍核(Th),已知放出的α粒子速度为v=2.0×106m/s.假设铀核发生衰变时,释放的能量全部转化为α粒子和钍核的动能.试写出铀核衰变的核反应方程产求出钍核(Th)的反冲速度.(结果保留两位有效数字)

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(选修模块3-4)
(1)下列说法正确的是______
A.全息照相利用了激光相干性好的特性
B.光的偏振现象说明光是纵波
C.在高速运动的飞船中的宇航员会发现地球上的时间进程变慢了
D.X射线比无线电波更容易发生干涉和衍射现象
(2)一列沿+x方向传播的简谐横波在t=0时刻刚好传到x=6m处,如图1所示,已知波速v=10m/s,则图中P点开始振动的方向沿______(选填“+y”或“-y”)方向,该点的振动方程为y=______cm.
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(3)一束单色光由空气入射到某平板玻璃表面,入射光及折射光光路如图2所示.求该单色光在玻璃中的临界角.
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(选修模块3-3)
(1)下列说法中正确的是______
A.晶体一定具有各向异性,非晶体一定具有各向同性
B.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同
C.液晶既像液体一样具有流动性,又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性
D.随着分子间距离的增大,分子间作用力减小,分子势能也减小
(2)一定质量的理想气体从状态A(P1、V1)开始做等压膨胀变化到状态B(P1、V2),状态变化如图中实线所示.气体分子的平均动能______(选填“增大”“减小”或“不变”),气体______  (选填“吸收”或“放出”)热量.
(3)可燃冰是天然气的固体状态,深埋于海底和陆地永久冻土层中,它的主要成分是甲烷分子与水分子,是极具发展潜力的新能源.已知1m3 可燃冰可释放164m3的天然气(标准状况下),标准状况下1mol气体的体积为2.24×10-2 m3,阿伏加德罗常数取NA=6.02×1023mol-1.则1m3可燃冰所含甲烷分子数为多少?(结果保留一位有效数字)

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某同学为了研究某压敏电阻的伏安特性,通过实验得到了该压敏电阻的伏安特性曲线如图a所示.
(1)该同学所用蓄电池的电动势为6V,还有导线、开关及以下器材:
电流表有两个量程,分别为量程A(0~3A)和量程B(0~0.6A)
电压表有两个量程,分别为量程C(0~3V)和量程D(0~15V)
滑动变阻器有两种规格,分别为E(0~10Ω,1.0A)和F(0~200Ω,1.0A)
则电流表选量程______,电压表选量程______,滑动变阻器选规格______.(仅填代号即可)
(2)请在图b中用笔画线代替导线,把实验仪器连接成完整的实验电路.
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(3)通过进一步实验研究知道,该压敏电阻R的阻值随压力变化的图象如图c所示.某同学利用该压敏电阻设计了一种“超重违规证据模拟记录器”的控制电路,如图d.已知该电路中电源的电动势均为6V,内阻为1Ω,继电器电阻为10Ω,当控制电路中电流大于0.3A时,磁铁即会被吸引.则只有当质量超过______kg的车辆违规时才会被记录.(取重力加速度g=10m/s2).
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如图(a)为利用气垫导轨(滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略)“验证机械能守恒定律”的实验装置,请结合以下实验步骤完成填空.
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(1)将气垫导轨放在水平桌面上,并调节至水平.
(2)用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出钩码的总质量m.用刻度尺测出两光电门中心之间的距离s,用游标卡尺测出挡光条的宽度l,见图(b),l的读数为    cm.
(3)将滑块移至光电门A左侧某处,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门B.读出滑块分别通过光电门A和光电门B时的挡光时间△t1和△t2
(4)滑块通过光电门A和光电门B时,可以确定系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1=    和Ek2=    .在滑块从光电门A运动到光电门B的过程中,系统势能的减少量△Ep=    .(已知重力加速度为g)
比较        ,若在实验误差允许的范围内相等,即可认为机械能是守恒的.(所有物理量均用字母表示) 查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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