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相距L=1.5 m的足够长金属导轨竖直放置,质量为m1=1 kg的金属棒ab和质...

相距L=1.5 m的足够长金属导轨竖直放置,质量为m1=1 kg的金属棒ab和质量为m2=0.27 kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图(甲)所示,虚线上方磁场方向垂直纸面向里,虚线下方磁场方向竖直向下,两处磁场磁感应强度大小相同. ab棒光滑,cd棒与导轨间动摩擦因数为μ=0.75,两棒总电阻为1.8 Ω,导轨电阻不计.ab棒在方向竖直向上、大小按图(乙)所示规律变化的外力F作用下,从静止开始沿导轨匀加速运动,同时cd棒也由静止释放.(g=10 m/s2)

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(1)求磁感应强度B的大小和ab棒加速度的大小;

(2)已知在2 s内外力F做功40 J,求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热;

(3)判断cd棒将做怎样的运动,求出cd棒达到最大速度所需的时间t0,并在图(丙)中定性画出cd棒所受摩擦力Ffcd随时间变化的图象

 

(1) (2) (3)   【解析】 试题分析:(1)经过时间t,金属棒ab的速率为: 此时,回路中的感应电流为:, 对金属棒ab,由牛顿第二定律得: 由以上各式整理得: 在图线上取两点:, 代入上式得: (2)在2s末金属棒ab的速率为: 所发生的位移为: 由动能定律得: 又,联立以上方程,解得: (3)cd棒先做加速度逐渐减小的加速运动,当cd棒所受重力与滑动摩擦力相等时,速度达到最大;后做加速度逐渐增大的减速运动,最后停止运动.当cd棒速度达到最大时,有:,又,整理解得:, 对abcd回路,有:,得:, 又代入数据解得: fcd随时间变化的图象如图所示. 考点:考查了电磁感应切割类问题  
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考点分析:
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在竖直平面内,以虚线为界分布着如右图所示的匀强电场和匀强磁场,其中匀强电场的方向竖直向下,大小为E;匀强磁场的方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B.虚线与水平线之间的夹角为θ=45°,一个带负电荷的粒子在O点以速度v0水平射入匀强磁场,已知带电粒子所带的电荷量为q,质量为m(重力忽略不计,电场、磁场区域足够大).求:

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(1)带电粒子第1次通过虚线时距O点的距离;

(2)带电粒子从O点开始到第3次通过虚线时所经历的时间;

(3)带电粒子第4次通过虚线时距O点的距离.

 

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如图,发电机输出功率为100kW,输出电压为U 1=250V,在输电线路中设置的升、降变压器原、副线圈的匝数比分别为1:20和240:11.两变压器之间输电线的总电阻为R=10Ω,其它电线的电阻不计.试求:(变压器是理想的)

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(1)发电机输出电流和输电线上的电流大小。

(2)用户需要的电压和输电线中因发热而损失的功率为多少?

 

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一个正方形导线圈边长a=0.2m,共有N=100匝,其总电阻r=4Ω,线圈与阻值R=16Ω的外电阻连成闭合回路,线圈所在区域存在着匀强磁场,磁场方向垂直线圈所在平面,如图甲所示,磁场的大小随时间变化如图乙所示,求:

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(1)线圈中产生的感应电动势大小。

(2)通过电阻R的电流大小。

 

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实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度.该同学先测得导线横截面积为1.0mm2,查得铜的电阻率为1.7×10-8 Ω·m,再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度.可供使用的器材有:

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电流表:量程0.6 A,内阻约0.2 Ω;

电压表:量程3 V,内阻约9 kΩ;

滑动变阻器R1:最大阻值5 Ω;

滑动变阻器R2:最大阻值20 Ω;

定值电阻:R0=3 Ω;

电源:电动势6 V,内阻可不计;

开关、导线若干.

回答下列问题:

(1)实验中滑动变阻器应选________(选填R1R2),闭合开关S前应将滑片移至________端(选填ab).

(2)在实物图中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接.

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(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50 A时,电压表示数如图乙所示,读数为________V.

(4)导线实际长度为________m(保留2位有效数字).

 

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如图所示

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金属丝直径的测量值为d =________mm.   (3分)

用多用电表粗测某一电阻.将选择开关调到欧姆挡×10档位,测量时发现指针向右偏转角度太大,这时他应该:

a.将选择开关换成欧姆挡的_____档位(选填 ×100 ×l

b.调零后再次测量电阻丝的阻值,其表盘及指针所指位置如右下图所示,则此段金属丝的电阻约为_____Ω。

 

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