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如图(甲)所示,MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距L为0.5m...

如图(甲)所示,MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距L为0.5m,导轨左端连接一个阻值为2Ω的定值电阻R,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒cd的电阻r=2Ω,导轨电阻不计,整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T.若棒以1m/s的初速度向右运动,同时对棒施加水平向右的拉力F作用,并保持拉力的功率恒为4W,从此时开始计时,经过2s金属棒的速度稳定不变,图(乙)为安培力与时间的关系图象.试求:

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(1)金属棒的最大速度;

(2)金属棒的速度为3m/s时的加速度;

(3)求从开始计时起2s内电阻R上产生的电热.

 

(1)金属棒的最大速度为4m/s. (2)金属棒的速度为3m/s时的加速度为. (3)从开始计时起2s内电阻R上产生的电热为3.25J. 【解析】【解析】 (1)金属棒速度最大时,所受合外力为零,即BIL=F. 而P=Fvm,I=, 解出m/s=4m/s. (2)速度为3m/s时,感应电动势E=BLv=2×0.5×3V=3V. 电流I=,F安=BIL 金属棒受到的拉力F= 根据牛顿第二定律F﹣F安=ma 解得a=. (3)在此过程中,由动能定理得, W安=﹣6.5J 则. 答:(1)金属棒的最大速度为4m/s. (2)金属棒的速度为3m/s时的加速度为. (3)从开始计时起2s内电阻R上产生的电热为3.25J. 【点评】本题综合考查了牛顿第二定律、动能定理、功能关系等知识,综合性较强,对学生能力的要求较高,是一道好题.  
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考点分析:
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如图甲所示为一台小型发电机的示意图,单匝线圈逆时针转动.若从中性面开始计时,产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示.已知发电机线圈内阻为1.0Ω,外接灯泡的电阻为9.0Ω.求:

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(1)写出流经灯泡的瞬时电流的表达式;

(2)转动过程中穿过线圈的最大磁通量:

(3)线圈匀速转动一周的过程中,外力所做的功.

 

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如图所示,在平面直角坐标系xoy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m=5.0×10﹣8kg、电量为q=1.0×10﹣6C的带电粒子,从静止开始经U0=10V的电压加速后,从P点沿图示方向进入磁场,已知OP=30cm,(粒子重力不计,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:

(1)带电粒子到达P点时速度v的大小

(2)若磁感应强度B=2.0T,粒子从x轴上的Q点离开磁场,求QO的距离

(3)若粒子不能进入x轴上方,求磁感应强度B'满足的条件.

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如图所示,在倾角θ=37°的斜面上,固定着宽L=0.20m的平行金属导轨,在导轨上端接有电源和滑动变阻器,已知电源电动势E=6.0V,内电阻r=0.50Ω.一根质量m=10g的金属棒ab放在导轨上,与两导轨垂直并接触良好,导轨和金属棒的电阻忽略不计.整个装置处于磁感应强度B=0.50T、垂直于轨道平面向上的匀强磁场中.若金属导轨是光滑的,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2,求:

(1)要保持金属棒静止在导轨上,滑动变阻器接入电路的阻值是多大?

(2)金属棒静止在导轨上时,如果使匀强磁场的方向瞬间变为竖直向上,则此时导体棒的加速度是多大?

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现有一种特殊的电池,它的电动势E为9V左右,内阻r大约为40Ω,为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲所示的电路进行实验,图中电压表的量程为6V,内阻为2KΩ,R1为电阻箱,阻值范围0~999Ω,R0为定值电阻.

①实验室备有以下几种定值电阻R0

A. 10Ω    B.100Ω    C.200Ω    D.2000Ω

为使实验能顺利进行应选哪一种?答      .(填字母序号)

②该同学接入符合要求的R0后,闭合开关S调整电阻箱的阻值,读取电压表的示数,记录多组数据,作出了如图乙所示的图线.则根据图线可求得该电池的电动势E为      V,内阻r为      Ω.

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在研究“电磁感应现象”的实验中,所需的实验器材如图所示.现已用导线连接了部分实验电路.

(1)请把电路补充完整;

(2)实验时,将线圈A插入线圈B中,合上开关瞬间,观察到检流计的指针发生偏转,这个现象揭示的规律是     

(3)(多选)某同学设想使线圈B中获得与线圈A中相反方向的电流,可行的实验操作是

A.抽出线圈A            B.插入软铁棒

C.使变阻器滑片P左移   D.断开开关.

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