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如图所示导线框abcd固定在竖直平面内,bc段的电阻为R,其它部分的电阻可以忽略...

如图所示导线框abcd固定在竖直平面内,bc段的电阻为R,其它部分的电阻可以忽略.ab、cd足够长,ef是一个水平导体杆,杆长为L,质量为m,电阻可以忽略.杆与ab、cd保持良好接触,又能无摩擦地滑动.整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与框面垂直,磁感强度为B,现在把ef无初速释放,经过时间t后闭合开关K.
(1)如果最终ef能匀速下落,速度是多大?
(2)讨论t取不同值时,开关闭合后ef可能作什么运动?

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(1)ef匀速下落时,受重力和安培力平衡,根据平衡,结合安培力公式和闭合电路欧姆定律、切割产生的感应电动势公式求出速度的大小. (2)在开关闭合前,棒子做自由落体运动,通过分析重力和安培力的大小关系判断ef的运动规律. 【解析】 (1)最终匀速下落时, 由FA=mg,FA=BIL,I= 得 (2)在开关闭合前,ef只受重力作自由落体运动,经过时间t,速度为 v=gt 此时ef中感应电动势ε=BLv 若开关闭合,电路中此时电流   ef受安培力FA=BIL 由这四个式子得   此时fe受力如右图 若FA<mg,即  ef做加速度减小的加速下落,最终做匀速运动. 若FA>mg,即 , ef做加速度减小的减速下落,最终做匀速运动. 若FA=mg,即 ,ef将匀速下落 答:(1)最终ef能匀速下落,速度是. (2),ef做加速度减小的加速下落,最终做匀速运动.  ,ef做加速度减小的减速下落,最终做匀速运动.  ,ef将匀速下落.
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考点分析:
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(2)写出滑块下滑的最大速度的表达式;
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新电池:电动势ε1=______V;内阻r1=______Ω;
旧电池:电动势ε2=______V;内阻r2=______Ω;
(2)计算新、旧电池各一节串联作电源使用时的效率;(手电筒的小灯泡上标有“3V 2W”)
(3)计算上小题中旧电池提供的总电功率和它本身消耗的电功率分别是多少?
(4)你认为新、旧电池搭配使用的做法是否合理,简述理由.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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