(附加题)如图甲所示,一边长L=2.5m、质量m=0.5kg的正方形金属线框,放在光滑绝缘的水平面上,整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合.在水平力F作用下由静止开始向左运动,经过5s线框被拉出磁场.测得金属线框中的电流随时间变化的图象如乙图所示,在金属线框被拉出的过程中.
(1)求通过线框导线截面的电量及线框的电阻;
(2)写出水平力F随时间变化的表达式;
(3)已知在这5s内力F做功1.92J,那么在此过程中,线框产生的焦耳热是多少?
考点分析:
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如图甲所示,空间存在B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨,间距L=0.2m,R是连接在导轨一端的电阻,ab是跨接在导轨上质量为m=0.1kg的导体棒.从零时刻开始,通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力,方向水平向左,使其从静止开始沿导轨做加速运动,此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好.图乙是棒的v-t图象,其中OA段是直线,AC段是曲线,CE段是平行于t轴的直线,小型电动机在12s末达到额定功率P=4.5W,此后保持功率不变,在t=17s时,导体棒达到最大速度10m/s.除R外,其余部分电阻均不计,g=10m/s
2.
(1)求导体棒ab在0-12s内的加速度大小;
(2)求导体棒与导轨间的动摩擦因数μ及电阻R的阻值;
(3)若导体棒ab从0-17s内共发生位移102m,试求12-17s内,R上产生的焦耳热量是多少.
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钍核
90230Th发生衰变生成镭核
88226Ra并放出一个粒子.设该粒子的质量为m、电荷量为q,它进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S
1和S
2间电场时,其速度为v
,经电场加速后,沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,Ox垂直平板电极S
2,当粒子从P点离开磁场时,其速度方向与Ox方向的夹角θ=60°,如图所示,整个装置处于真空中.
(1)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R;
(2)求粒子在磁场中运动所用时间t.
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交流发电机电枢电阻为2欧,感应电动势瞬时值表达式为e=389sin100πt(V),给电阻R=8Ω的用电器供电,则
(1)电源输出功率和发电总功率为多少?
(2)发电机输出端电压为多少?
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如图所示,用精确度为0.1mm的游标卡尺测得一物体的长度为1.34cm,这时候游标尺上的第
条刻度线与主尺上的
mm刻度线对齐.
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如图所示,PQNM是由粗裸导线连接两个定值电阻组合成的闭合矩形导体框,水平放置,金属棒ab与PQ、MN垂直,并接触良好.整个装置放在竖直向下的匀强磁场中,磁感强度B=0.4T.已知ab长l=0.5m,电阻R
1=2Ω,R
2=4Ω,其余电阻均忽略不计,若使ab以v=5m/s的速度向右匀速运动,作用于ab的外力大小为
N.(不计摩擦)
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