如图所示,用质量为m、总电阻为R的导线做成单匝矩形线框MNPQ,边长PN=2d,PQ=d.该线框置于水平桌面上,线框与桌面间绝缘,它们之间的动摩擦因数为μ.在线框的右侧存在竖直方向的匀强磁场,磁感应强度为B,磁场左右边界aa′、bb′间的距离为d,沿aa′方向磁场范围足够大.在垂直MN边的水平拉力作用下,线框以速度v匀速向右穿过磁场.在运动中线框平面始终水平,且MN边与磁场的边界平行.求:
(1)MN两点间的电势差;
(2)在线框从MN边进入磁场到MN边穿出磁场的过程中,线框中感应电流产生的焦耳热Q;
(3)在线框从MN边进入磁场到PQ边穿出磁场的过程中,水平拉力对线框所做的功W.
考点分析:
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如图所示,一个足够长的“U”形金属导轨NMPQ固定在水平面内,MN、PQ两导轨间的宽为L=0.50m.一根质量为m=0.50kg的均匀金属导体棒ab静止在导轨上且接触良好,abMP恰好围成一个正方形.该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中.ab棒的电阻为R=0.10Ω,其他各部分电阻均不计.开始时,磁感应强度B
=0.50T.
(1)若保持磁感应强度B
的大小不变,从t=0时刻开始,给ab棒施加一个水平向右的拉力,使它做匀加速直线运动.此拉力F的大小随时间t变化关系如图2乙所示.求匀加速运动的加速度及ab棒与导轨间的滑动摩擦力.
(2)若从t=0开始,使磁感应强度的大小从B
开始使其以
=0.20T/s的变化率均匀增加.求经过多长时间ab棒开始滑动?此时通过ab棒的电流大小和方向如何?(ab棒与导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等)
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两个氘核聚变产生一个中子和氦核(氦的同位素).已知氘核的质量m
D=2.01360u,氦核的质量m
He=3.0150u,中子的质量m
n=1.0087u.
(1)写出聚变方程并计算释放的核能.
(2)若反应前两个氘核的动能为0.35Mev.它们正面对撞发生聚变,且反应后释放的核能全部转化为动能,则产生的氦核和中子的动能各为多大?
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交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO’匀速转动.一小型发电机的线圈共220匝,线圈面积S=0.05m
2,线圈转动的频率为50Hz,线圈内阻不计,磁场的磁感应强度B=
T.为用此发电机所发出交流电带动两个标有“220V 11kW”的电机正常工作,需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器,电路如图.求:
(1)发电机的输出电压为多少?
(2)变压器原副线圈的匝数比为多少?
(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少?
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如图甲所示,在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,
(1)光具座上放置的光学元件依次为:①光源、②
、③
、④
、⑤遮光筒、⑥光屏.
(2)如果将灯泡换成激光光源,该实验照样可以完成,并测出光波波长.这时可以去掉的部件是
(填数字代号).
(3)转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第1条亮纹,手轮的示数如图乙所示;继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第10条亮纹,手轮的示数如图丙所示,则条纹的间距是
mm(保留3位有效数字)
(4)如果已经测得双缝的间距是0.30mm、双缝和光屏之间的距离是1m,则待测光的波长是
m.(结果保留3位有效数字)
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激光散斑测速是一种崭新的测速技术,它应用了光的干涉原理.用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝,待测物体的速度v与二次曝光时间间隔△t的乘积等于双缝间距.实验中可测得二次曝光时间间隔△t、双缝到屏之距离l以及相邻两条亮纹间距△x.若所用激光波长为λ,则该实验确定物体运动速度为
.
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