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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MNPQ与传送带运动方向垂直,MNPQ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Ld2L),线框与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g闭合线框上边在进入磁场前线框相对传送带静止,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,求

1)闭合线框的上边刚进入磁场时上边所受安培力F的大小

2)从闭合线框上边刚进入磁场到上边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下边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】(1)根据安培力公式得:F安=BIL…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:E=BLv0…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:(μmgcosα-mgsinα)d+W安1=0 根据功能关系得:Q电1=-W安1 根据功能关系得:Qf1=μmgcosα(v0t-d) 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:E=2mgsinα•d+2Q电1+2Qf1 得: 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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某中学的部分学生组成了一个课题小组,对海啸威力进行了模拟研究,他们设计了如下的模型:如图甲在水平地面上放置一个质量为m=4kg的物体,让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动,推力F随位移x变化的图象如图乙所示,已知物体与地面之间的动摩擦因数为μ=0.5g=10m/s2,则:

1)运动过程中物体的最大加速度为多少

2)在距出发点什么位置时物体的速度达到最大

 

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某同学用电阻箱、多用电表、开关和导线测一节旧干电池的电动势和内阻。

1)在使用多用表时指针位置如图甲,若电表的选择开关指在电阻“×10”挡,则读数结果为________Ω;若多用表的选择开关指在直流“2.5V”档,然后直接接在电源两极,则电源电动势约为________V

2)为了更准确地测量电源的电动势和内电阻,他用多用表的直流100 mA”挡设计了如图乙的测量电路,在方框里画出实验电路图____________(电流表符号  ”,电阻箱符号  ”

 

3)将多用电表的选择开关从OFF旋转至直流100 mA”挡,调节电阻箱到合适的值并记录其读数R,合上开关从多用表上读出相应的示数I

4)重复(3)获得多组数据,根据数据作出了如图所示的  图线

5由图线得干电池的电动势E_____V(保留三位有效数字),内阻r_____Ω(保留两位有效数字)

 

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如图甲所示是某同学用水平气垫导轨探究加速度与力的关系的实验装置,他将光电门固定在导轨上的 B 点,吊盘(含金属片)通过细线与滑块相连,滑块上固定一遮光条并放有若干金属片,实验中每次滑块都从导轨上的同一位置A由静止释放。

1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d(沿滑块运动方向的长度)如图乙所示,d=_______mm用螺旋测微器测量遮光条的厚度h如图丙所示,则h=_______mm。若光电计时器记录遮光条通过光电门的时间为,则滑块经过光电门时的速度_______(用所测物理量的符号表示)。

2)若滑块(含遮光条和金属片)和吊盘(含金属片)组成的系统的总质量为,吊盘及其中的金属片的质量为,则滑块从A处释放后系统的加速度大小为_______已知重力加速度为g。(用所给物理量的符号表示)

3)现保持系统的总质量不变,通过____________________改变,测出多组 数据,在坐标纸上以为横轴,以__________为纵轴描点作出图象,若图线是一条过坐标原点的直线,则系统的加速度大小与所受合力大小成正比。

 

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如图所示,长均为d的两正对平行金属板MN、PQ水平放置,板间距离为2d,板间有正交的竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为的带电粒子从MP的中点O垂直于电场和磁场方向以v0射入,恰沿直线从NQ的中点A射出;若撤去电场,则粒子从M点射出(粒子重力不计)。以下说法正确的是
 

A.该粒子带正电

B.若撤去电场,则该粒子运动时间为原来的  

C.若撤去磁场,则该粒子在运动过程中电势能增加

D.若撤去磁场,则粒子射出时的速度大小为v0

 

 

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如图甲所示,质量为1kg的小物块,以初速度v0=11m/sθ=530的固定斜面底端先后两次滑上斜面,第一次对小物块施加一沿斜面向上的恒力F,第二次不施加力,图乙中的两条线段ab分别表示施加力F和无F时小物块沿斜面向上运动的v-t图线,不考虑空气阻力,g=10m/s2,下列说法正确的是(已知

A. 恒力F大小为21N

B. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.5

C. 有恒力F时,小物块在整个上升过程摩擦产生的热量较少

D. 有恒力F时,小物块在整个上升过程机械能的减少量较小

 

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