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如图所示,正方形导线框ABCD之边长l=10cm,质量m=50g,电阻R=0.1...

如图所示,正方形导线框ABCD之边长l=10cm,质量m=50g,电阻R=0.1Ω.让线框立在地面上,钩码质量m′=70g,用不可伸长的细线绕过两个定滑轮,连接线框AB边的中点和钩码,线框上方某一高度以上有匀强磁场B=1.0T.当钩码由图示位置被静止释放后,线框即被拉起,上升到AB边进入磁场时就作匀速运动.细绳质量、绳与滑轮间的摩擦和空气阻力均不计,g取10m/s2,求:
(1)线框匀速进入磁场时其中的电流.
(2)线框全部进入磁场所用的时间.
(3)线框从图示位置到AB边恰好进入磁场时上升的高度.

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(1)线框匀速运动,故线框受力平衡;由共点力的平衡条件可得出安培力的大小,由安培力公式可求得线圈中的电流; (2)由导体切割磁感线时的电动势表达式可求得线圈运动的速度,则由速度公式可求得运动所需时间; (3)因上升过程中,系统只有重力做功,故机械能守恒;上升时m'减小的重力势能转化为两物体的动能及m增加的重力势能,则由机械能守恒可求得上升的高度. 【解析】 (1)对 m′受力分析,则T=m'g, 对导线框受力,则有T=mg+FAm'g=mg+FA FA=70×10-3×10-50×10-3×10 解得:FA=0.2N 而安培力,FA=BIl, 代入数据,0.2=1.0×I×0.1, 解得:I=2A (2)闭合电路欧姆定律,则有E=IR=2×0.1=0.2V 法拉第电磁感应定律,E=Blv, 代入数据,0.2=1.0×0.1×v, 解得,v=2m/s 进入磁场所用的时间为, (3)由机械能守恒定律可知, 代入数据, 解得,h=1.2m 答:(1)线框匀速进入磁场时其中的电流为2A. (2)线框全部进入磁场所用的时间为0.05s. (3)线框从图示位置到AB边恰好进入磁场时上升的高度为1.2m.
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考点分析:
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如图所示,厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中,当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.实验表明,当磁场不太强时,电势差U、电流I和B的关系为U=kmanfen5.com 满分网,式中的比例系数k称为霍尔系数.
设电流I是由自由电子的定向流动形成的,电子的平均定向移动速度为v,电荷量为e,回答下列问题:
(1)达到稳定状态时,导体板上侧面A的电势______下侧面A′的电势(填“高于”“低于”或“等于”);
(2)电子所受的洛伦兹力的大小为______
(3)当导体板上下两侧之间的电势差为U时,电子所受静电力的大小为______
(4)证明霍尔系数为k=manfen5.com 满分网,其中n代表导体内单位体积中自由电子的个数.

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(1)金属棒中通过的电流;
(2)滑轨周围空间所加磁场磁感应强度的最小值及其方向.

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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和内电阻r的要求,设计图A中器件的连接方式,画线把它们连接起来.
(2)接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R,读出R及与R对应的电流表的示数I,并作记录.当电阻箱的阻值R=2.6Ω时,其对应的电流表的示数如图B所示.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C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B实验数据对应的坐标点也标注在图C中上.
(3)在图C上把描绘出的坐标点连成图线.
(4)根据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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在研究电磁感应现象实验中,
(1)为了能明显地观察到实验现象,请在如图所示的实验器材中,选择必要的器材,在图中用实线连接成相应的实物电路图; 
(2)将原线圈插人副线圈中,闭合电键,副线圈中感生电流与原线圈中电流的绕行方向______(填“相同”或“相反”);
(3)将原线圈拔出时,副线圈中的感生电流与 原线圈中电流的绕行方向______(填“相同”或“相反”).

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A.线圈进入磁场的过程中,感应电流为逆时针方向
B.线圈进入磁场的过程中,可能做加速运动
C.线圈穿越磁场的过程中,线圈的最小速度可能为manfen5.com 满分网
D.线圈从ab边进入磁场到ab边离开磁场的过程,感应电流做的功为mgd
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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