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如图1所示,在坐标系xOy中,在-L≤x<0区域存在强弱可变化的磁场B1,在0≤...

如图1所示,在坐标系xOy中,在-L≤x<0区域存在强弱可变化的磁场B1,在0≤x≤2L区域存在匀强磁场,磁感应强度B2=2.0T,磁场方向均垂直于纸面向里.一边长为L=0.2m、总电阻为R=0.8Ω的正方形线框静止于xOy平面内,线框的一边与y轴重合.
(1)若磁场B1的磁场强度在t=0.5s内由2T均匀减小至0,求线框在这段时间内产生的电热为多少?
(2)撤去磁场B1,让线框从静止开始以加速度a=0.4m/s2沿x轴正方向做匀加速直线运动,求线框刚好全部出磁场前瞬间的发热功率.
(3)在(2)的条件下,取线框中逆时针方向的电流为正方向,试在图2给出的坐标纸上作出线框中的电流I随运动时间t的关系图线.(不要求写出计算过程,但要求写出图线端点的坐标值,可用根式表示)
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(1)根据法拉第电磁感应定律求出线框中产生的电动势,由欧姆定律求出感应电流,由焦耳定律求解线框产生的电热. (2)线框从静止开始沿x轴正方向做匀加速直线运动,通过位移3L时线框刚好全部出磁场,由运动学公式求出此时线框的速度,由E=BLv公式和功率公式求解发热功率. (3)线框从静止开始沿x轴正方向做匀加速直线运动过程中,速度v=at,与时间成正比,感应电动势E=BLv,感应电动势与时间也成正比,由欧姆定律得知,感应电流与时间成正比,由楞次判断出感应电流的方向,画出电流图象. 【解析】 (1)线框中产生的电动势为E=•L2=0.16V 线框中产生的电流为I==0.2A 产生的电热为Q=I2Rt=0.016J (2)线框刚好全部出磁场前瞬间的速度为    v= 此时线框产生的电动势为E=B2Lv, 发热功率为P= 由以上各式得P==0.096W (3)线框中的电流I随运动时间t的关系图线如图. 答:(1)线框在这段时间内产生的电热为0.016J. (2)线框刚好全部出磁场前瞬间的发热功率为0.096W. (3)线框中的电流I随运动时间t的关系图线如图.
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考点分析:
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辨析题:静止在水平地面上的木箱,质量为50kg,若用F=400N的水平恒力推它,可以在5s内使它移动s=50m.若用大小仍为400N、而方向与水平方向夹角为37°斜向上的拉力拉木箱从静止开始运动,使木箱能够到达50m远处,则拉力的作用时间最少是多少?(cos37°=0.8)
某同学是这样解的:当拉力水平时:由运动学公式,有s=manfen5.com 满分网即50=manfen5.com 满分网
由牛顿第二定律:F-μmg=ma1即400-μ×50×10=50×a1   ②
当拉力斜向上时:设加速度大小为a2
在水平方向由牛顿第二定律:Fcos37°-μmg=ma2   ③
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再由运动学公式,manfen5.com 满分网    ④
解得拉力作用的最少时间:manfen5.com 满分网
(1)这位同学解法是否有不大合理的地方?(回答“有”还是“没有”?)
(2)若有不合理的地方,请你指出这位同学错误步骤对应的序号,并说明理由.
(3)若有不合理的地方,请用你自己的方法算出正确结果.
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某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池.该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻r,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为9.999Ω,可当标准电阻用) 一只电流表(量程Ig=0.6A,内阻rg=0.1Ω)和若干导线
①请根据测定电动势E内电阻r的要求,设计图1中器件的连接方式,画线把它们连接起来.
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②接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R,读出与R对应的电流表的示数I,并作好记录.当电阻箱的阻值R=2.6Ω时,其对应的电流表的示数如图2所示.则示数为______A.处理实验数据时首先计算出每个电流值I 的倒数manfen5.com 满分网;再制作R-manfen5.com 满分网坐标图,如图3所示,图中已标注出了(R,manfen5.com 满分网)的几个与测量对应的坐标点,请你将与图2实验数据对应的坐标点也标注在图3中上.
③在图3上把描绘出的坐标点连成图线
④根据图3描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=______V,内电阻r=______Ω.
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manfen5.com 满分网Ⅰ右图是利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验装置.
(1)在验证机械能守恒定律的试验中,没有必要进行的操作是______ 
A.用天平测重物的质量
B.用秒表测重物下落的时间
C.用打点计时器记录重物下落的信息
D.用纸带记录测量重物下落的高度
(2)该实验所用打点计时器的电源频率为50Hz,A、B、C为纸带中选取的三个计数点,每两个计数点之间还有4个点未画出,则每两个计数点之间的时间间隔T=______s,打点计时器在打下计数点B时,物体的下落速度为vB=______m/s.(小数点后保留两位有效数字)
(3)由于该实验中存在阻力做功,所以实验测得的重物的重力势能的减少量______动能的增加量(选填“<”,“>”或“=”)
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如图所示,水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,两个边长不等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ,分别用相同材料,不同粗细的导线绕制(Ⅰ为边长短的细导线).两线圈的下边距磁场上界面高度相同,同由静止开始自由下落,再进入磁场,最后落到地面.运动过程中,线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界.设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为v1、v2,运动时间分别为t1、t2  在磁场中运动时产生的热量分别为Q1、Q2.不计空气阻力,则( )
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A.v1<v2,Q1<Q2,t1>t2
B.v1>v2,Q1<Q2,t1<t2
C.v1=v2,Q1>Q2,t1>t2
D.v1=v2,Q1<Q2,t1=t2
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如图所示,抛物线C1、C2分别是纯电阻直流电路中,内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线.由该图可知下列说法中错误的是( )
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A.电源的电动势为4V
B.电源的内电阻为1Ω
C.电源输出功率最大值为8W
D.电源被短路时,电源消耗的最大功率可达16W
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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