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如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5 m,电阻不计,...

如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5 m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2 Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值RL=4 Ω的小灯泡L连接。在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长l=2 m,有一阻值r=2 Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处(恰好不在磁场中)。CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示。在t=0至t=4 s 内,金属棒PQ保持静止,在t=4 s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动。已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中,小灯泡的亮度没有发生变化。求:

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(1)通过小灯泡的电流;

(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小。

 

(1)0.1 A;(2)1 m/s 【解析】 试题分析:(1) 在t=0至t=4 s内,金属棒PQ保持静止,磁场变化导致电路中产生感应电动势。电路为r与R并联,再与RL串联,电路的总电阻 R总=RL+=5 Ω(2分) 此时感应电动势 E==dl=0.5×2×0.5 V=0.5 V(2分) 通过小灯泡的电流为:I==0.1 A。(2分) (2) 当棒在磁场区域中运动时,由导体棒切割磁感线产生电动势,电路为R与RL并联,再与r串联,此时电路的总电阻 R总′=r+= Ω= Ω(2分) 由于灯泡中电流不变,所以灯泡的电流IL=I=0.1 A,则流过金属棒的电流为 I′=IL+IR=IL+ =0.3 A(2分) 电动势E′=I′R总′=Bdv(1分) 解得棒PQ在磁场区域中运动的速度大小 v=1 m/s(1分) 考点:法拉第电磁感应定律  
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考点分析:
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如图所示,水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d =0.10 m,a、b间的电场强度为E=5.0×105 N/C,b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=0.6 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25 kg、电荷量为q=1.6×10-18 C的带正电的粒子(不计重力),从贴近a板的左端以v0=1.0×106 m/s的初速度水平射入匀强电场,刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场,最后粒子回到b板的Q(图中未画出).求:

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(1)判断a、b两板间电场强度的方向;

(2)求粒子到达P处的速度与水平方向的夹角θ;

(3)求P、Q之间的距离L(结果可保留根号).

 

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空间有一半径为R的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面.一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速率v0从A点沿圆的半径AO射入磁场,从B点沿半径OB方向离开磁场,形成如图所示的轨迹,已知∠AOB=θ=120°,不计粒子的重力。求:

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(1)该圆形区域内匀强磁场的磁感应强度大小和方向,

(2)该粒子从A运动到B的时间。

 

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如图所示,足够长的平行光滑金属导轨水平放置,宽度L=0.4 m,一端连接R=1Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T。把电阻r=1Ω的导体棒MN放在导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好。导轨的电阻可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下,导体棒沿导轨向右匀速运动,速度v=5 m/s。求:

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(1)感应电流I和导体棒两端的电压U;

(2)拉力F的大小;

(3)拉力F的功率

(4)电路中产生的热功率

 

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在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图所示,其读数应为________mm(该值接近多次测量的平均值)。

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(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为:电池组(电动势3 V,内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0~20 Ω,额定电流2 A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:

次数

1

2

3

4

5

6

7

8

U/V

0

0.1

0.3

0.7

1

1.5

1.7

2.3

I/A

0

0.02

0.06

0.16

0.22

0.34

0.46

0.52

由以上实验数据可知,他们测量Rx是采用下图中的________图(选填“甲”或“乙”)。

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(3)下图是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据(2)所选的电路图,补充完成下图中实物间的连线。

(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图所示,图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第3、5、7次测量数据的坐标点,并描绘出U­I图线。由图线得到金属丝的阻值Rx=_______Ω(保留两位有效数字)。

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(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为____________(填选项前的符号)。

A.1×10-2Ω·m     B.1×10-3Ω·m       C.1×10-6Ω·m      D.1×10-8Ω·m

 

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如图所示,足够长的光滑导轨倾斜放置,其下端连接一个电阻为R的灯泡,匀强磁场垂直于导轨所在平面,垂直导轨的导体棒ab电阻为r,导轨和导线电阻不计,则导体棒ab在下滑过程中(  )

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A.感应电流在导体棒ab中方向从b到a

B.受到的安培力方向沿斜面向下,大小保持恒

C.机械能一直减小

D.克服安培力做的功等于灯泡消耗的电能

 

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试题属性

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