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在生产线框的流水线上,为了检测出个别不合格的未闭合线框,让线框随传送带通过一固定...

在生产线框的流水线上,为了检测出个别不合格的未闭合线框,让线框随传送带通过一固定匀强磁场区域(磁场方向垂直于传送带平面向下),观察线框进入磁场后是否相对传送带滑动就能够检测出未闭合的不合格线框。其物理情景简化如下:如图所示,通过绝缘传送带输送完全相同的正方形单匝纯电阻铜线框,传送带与水平方向夹角为,以恒定速度v0斜向上运动。已知磁场边界MN、PQ与传送带运动方向垂直,MN与PQ间的距离为d,磁场的磁感应强度为B。线框质量为m,电阻为R,边长为L(),线框与传送带间的动摩擦因数为,重力加速度为。闭合线框在进入磁场前相对传送带静止,线框刚进入磁场的瞬间,和传送带发生相对滑动,线框运动过程中上边始终平行于MN,当闭合线框的上边经过边界PQ时又恰好与传送带的速度相同。设传送带足够长,且线框在传送带上始终保持上边平行于磁场边界。求

(1)闭合线框的上边刚进入磁场时所受安培力F的大小;

(2)从闭合线框上边刚进入磁场至刚要出磁场所用的时间t;

(3)从闭合线框上边刚进入磁场到穿出磁场后又相对传送带静止的过程中,电动机多消耗的电能E。

 

(1) (2) (3)   【解析】 试题分析:(1)根据安培力公式得① 根据闭合电路欧姆定律得② 根据法拉第电磁感应定律得③ 由①②③式联立解得④ (2)线框刚进入磁场至线框刚要出磁场的过程: 根据动量定理:⑤ 根据安培力公式得⑥ 根据闭合电路欧姆定律得: ⑦ 根据法拉第电磁感应定律得: ⑧ 根据运动学公式得: ⑨ 由⑤⑥⑦⑧⑨得⑩ (3)线框刚进入磁场至线框刚要出磁场的过程 根据动能定理得 根据功能关系得 根据功能关系得 从线框上边刚进入磁场到穿出磁场后又相对传送带静止的过程中: 根据能量守恒得: 由 得 考点:法拉第电磁感应定律;功能关系;闭合电路的欧姆定律 【名师点睛】本题是电磁感应与力学相结合的一道综合题,分析清楚运动过程是正确解题的前提与关键,分析清楚运动过程、应用安培力公式、牛顿第二定律、动能定理、功的计算公式即可正确解题.  
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考点分析:
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如图所示,两块水平放置、相距为d的长金属板C1D1C2D2接在电压可调的电源上。长为L的两板中点为O1O2O1O2连线的右侧区域存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场。将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面C1处,从喷口连续不断喷出质量为m、水平速度为vo、带相等电荷量的墨滴。调节电源电压至U0,墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动,进入电场、磁场共存区域后,最终垂直打在下板的M点。

(1)判断墨滴所带电荷是正电还是负电,并求其电荷量q

(2)求磁感应强度B的大小;

(3)现保持喷口方向不变,使入射速度减小到vo的一半,墨滴将能经过磁场后又回到O1O2左侧电场区域,当墨滴经过磁场刚回到中线O1O2时,将电压U调至多大,可以让墨滴从两金属板左侧C1C2之间离开电场?

 

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在用插针法测定某特种玻璃的折射率的实验中

(1)指出以下两图中的不当之处:

甲  _____________________________,  乙  ____________________________

(2)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中。原线圈和副线圈中接入的_______

A.原线圈中接入220V交流电

B.原线圈中接入学生电源12V以下直流输出

C.副线圈接直流电流表

D.副线圈接交流电压表

 

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如图所示,足够长的光滑绝缘水平台左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧,一个质量电量的可视为质点的带电小球与弹簧接触但不栓接。某一瞬间释放弹簧弹出小球,小球从水平台右端A点飞出,恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高B点,并沿轨道滑下。已知AB的竖直高度,倾斜轨道与水平方向夹角为倾斜轨道长为,带电小球与倾斜轨道间的动摩擦因数。倾斜轨道通过光滑水平轨道CD与光滑竖直圆轨道相连,小球在C点没有能力损失,所有轨道都是绝缘的,运动过程中小球的电量保持不变。只有光滑竖直圆轨道处在范围足够大的竖直向下的匀强电场中,场强。已知,取,求:

1被释放前弹簧的弹性势能;

2若光滑水平轨道CD足够长,要使小球不离开轨道,光滑竖直圆轨道的半径应满足什么条件?

3如果竖直圆弧轨道的半径,小球进入轨道后可以有多少次通过竖直圆轨道上距水平轨道高为的某一点P?

 

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一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重。一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下。落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的高度为75m,当落到离地面30m的位置时开始制动,座舱均匀减速。重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。

1求座舱下落的最大速度;

2求座舱下落的总时间;

3若座舱中某人用手托着重30N的铅球,求座舱下落过程中球对手的压力。

 

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(1)在“练习使用多用电表”的实验中,小沈同学用欧姆挡去测量“220V60W”的白炽灯不发光时的灯丝电阻,实验室提供了两种不同接口的白炽灯,一种是卡口式的,另一种是螺口式的,下图四个操作方法,你认为合理的是______(填字母)

(2)王老师在拍照的时候未把多用电表的选择挡位旋钮拍进去,如图1所示,但是小沈同学认为还是能够知道其电阻值,那么你认为此白炽灯的灯丝电阻是_______Ω。

(3)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,步骤如下:

用最小刻度为毫米的刻度尺测量其长度如图(a)所示,(圆柱体另一端与0刻度对齐),由图(a)可知其长度为____________mm;用游标为10分度的游标卡尺测量其直径如图(b)所示,由图(b)可知其直径为_______________mm

该同学想用伏安法更精确地测量待测圆柱体电阻R,并将得到的电流、电压数据描到UI图上,如图(c)所示。由图(c)可知,新材料制成的圆柱体的电阻为_________Ω(保留2位有效数字)。

由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ________Ω·m (保留1位有效数字)

 

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