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如图(a)所示,平行金属导轨MN、PQ光滑且足够长,固定在同一水平面上,两导轨间...

如图(a)所示,平行金属导轨MNPQ光滑且足够长,固定在同一水平面上,两导轨间距L025 m,电阻R05 Ω,导轨上停放一质量m01 kg、电阻r01 Ω的金属杆,导轨电阻可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B04 T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下,现用一外力F沿水平方向拉杆,使其由静止开始运动,理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图(b)所示.试分析与求:  

1)分析证明金属杆做匀加速直线运动;

2)求金属杆运动的加速度;

3)写出外力F随时间变化的表达式;

4)求第25 s末外力F的瞬时功率.

 

(1)见解析 (2)2.4 m/s2(3)F=0.04t+0.24 N (4)2.04 W 【解析】试题分析:(1)由法拉第电磁感应定律,求出感应电动势;再根据闭合电路可求出电阻两端的电压,从而分析得出速度与时间的关系,即可求解;(2)根据电压与时间的关系,从而确定速度与时间的关系式,进而得出加速度的大小;(3)根据牛顿第二定律,与安培力大小表达式,即可求解;(4)由功率的表达式,从而得出安培力的功率,即可求解. (1)因为, ,因U随时间均匀变化, 故v也随时间均匀变化,金属杆做匀加速直线运动. (2)由图象: 则金属杆运动的加速度: (3)由牛顿第二定律 (4)第2.5 s末外力F的瞬时功率  
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考点分析:
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如图所示,在水平面内有两条光滑轨道MN、PQ,其上放有两根完全相同的静止的质量都为m的导体棒。设有一质量为M的永久磁铁,从轨道和导体棒组成的平面的正上方高为h的地方落下,当磁铁的重心下落到轨道和导体棒组成的平面内时磁铁的速度为v1,导体棒ab的速度为v2,此过程中两根导体棒、导体棒与磁铁之间没有发生碰撞,求:

1)磁铁在下落过程中受到的平均阻力;

2)磁铁在下落过程中在导体棒和导轨中产生的总热量。

 

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如图甲所示,空间有一宽为2L的匀强磁场区域,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外。abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框,总电阻值为R。线框以垂直磁场边界的速度v匀速通过磁场区域。在运动过程中,线框abcd两边始终与磁场边界平行。求:

            

1cd边刚进入磁场时,ab两端的电势差,并指明哪端电势高;

2)线框在穿入和穿出磁场的过程中,外力对线框做了多少功?

 

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如图所示,质量为m2kg的物体,在水平力F9.8 N的作用下,由静止开始沿水平面向右运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ0.2。若F作用t16s后撤去,撤去F后又经t22s物体与竖直墙壁相碰,若物体与墙壁作用时间t30.1s,碰撞后反向弹回的速度v6m/s,求墙壁对物体的平均作用力(g10 m/s2)

 

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研究电磁感应现象的实验中,首先按右上图接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系.当闭合S时观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央.然后按如图所示将电流表与线圈B连成一个闭合回路,将线圈A、电池、滑动变阻器和电键S串联成另一个闭合电路.

1S闭合后,将线圈A插入线圈B的过程中,电流表的指针将     (填:左偏、右偏或者不偏).

2)线圈A放在B中不动时,指针将     (填:左偏、右偏或者不偏).

3)线圈A放在B中不动,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表指针将     (填:左偏、右偏或者不偏).

4)线圈A放在B中不动,突然断开S.电流表指针将     (填:左偏、右偏或者不偏).

 

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一正弦交变电流的电流i随时间t变化的规律如图所示。由图可知

(1)该交变电流的有效值为__________A。

(2)该交变电流的频率为________ Hz。

(3)该交变电流的瞬时值表达式为i___________A。

(4)若该交变电流通过阻值R=40 Ω的白炽灯,则电灯消耗的功率是_______W。

 

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