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如图所示,倾斜角θ=30°的光滑倾斜导体轨道(足够长)与光滑水平导体轨道连接.轨...

如图所示,倾斜角θ=30°的光滑倾斜导体轨道(足够长)与光滑水平导体轨道连接.轨道宽度均为L=1m,电阻忽略不计.匀强磁场I仅分布在水平轨道平面所在区域,方向水平向右,大小B1=1T;匀强磁场II仅分布在倾斜轨道平面所在区域,方向垂直于倾斜轨道平面向下,大小B2=1T.现将两质量均为m=0.2kg,电阻均为R=0.5Ω的相同导体棒ab和cd,垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上,并同时由静止释放.取g=10m/s2.

 

 

(1)求导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小;

(2)若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中,ab棒产生的焦耳热Q=0.45J,求该过程中通过cd棒横截面的电荷量;

(3)若已知cd棒开始运动时距水平轨道高度h=10m,cd棒由静止释放后,为使cd棒中无感应电流,可让磁场的磁感应强度随时间变化,将cd棒开始运动的时刻记为t=0,此时磁场的磁感应强度为B0=1T,试求cd棒在倾斜轨道上下滑的这段时间内,磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系式.

 

(1);(2);(3)。 【解析】 试题分析:(1)做出侧视平面图,cd棒加速下滑,安培力逐渐增大,加速度逐渐减小,加速度减小到零时速度增大到最大,此时cd棒所受合力为零,此后cd棒匀速下滑。对cd棒受力分析,如图所示。 沿导轨方向有 感应电动势 感应电流 安培力 得最大速度 (2)设cd棒下滑距离为x时,ab棒产生的焦耳热Q,此时回路中总焦耳热为2Q。 根据能量守恒定律,有 解得下滑距离 根据法拉第电磁感应定律,感应电动势平均值 感应电流平均值 通过cd棒横截面的电荷量 (3)若回路中没有感应电流,则cd棒匀加速下滑,加速度为 初始状态回路中磁通量 一段时间后,cd棒下滑距离 此时回路中磁通量 回路中没有感应电流,则,即 由上可得磁感应强度 代入数据得,磁感应强度B随时间t变化的关系式为
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如图甲所示,一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈匝数n=100,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化,如图乙所示。发电机线圈电阻r=4.0Ω,外电路中的电阻R=12Ω,灯泡L电阻RL=12Ω,不计其他电阻,交流电流表为理想电流表。求:

(1)线圈转动的角速度ω;

(2)交变电流表的读数;

(3)在1min内,电阻R产生的热量。

 

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如图所示,某小型水电站发电机的输出功率为10kW,输出电压为400V,向距离较远的用户供电,为了减少电能损失,使用2kV高压输电,最后用户得到220V、9.5kW的电力,求:

(1)升压变压器原、副线圈的匝数比n1:n2

(2)输电线路导线的总电阻R;

(3)降压变压器原、副线圈的匝数比n3:n4

 

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如图,质量M=1kg的长木板静止在光滑的水平面上,有一个质量m=0.2kg的可看作质点的物体以V0=6m/s的水平初速度从木板的左端冲上木板,在木板上滑行了2m后与木板保持相对静止,求:

(1)木板最终获得的速度V;

(2)在此过程中产生的热量Q;

 

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如图所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

(1)下列说法中符合本实验要求的是___________

A.安装轨道时,轨道末端必须水平

B.必要的测量仪器有天平、刻度尺和秒表

C.入射球必须比靶球质量大,且二者的直径必须相同

D.在同一组实验的不同碰撞中,每次入射球必须从同一位置由静止释放

(2)图中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影。实验时,先让入射小球多次从S位置由静止释放,找到其平均落地点的位置。然后把靶球静置于轨道的末端,再将入射小球从同一位置由静止释放,多次重复,并找到碰撞后两球各自落地点的平均位置。用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置与O点的距离(线段OM、OP、ON的长度),分别用x1x2x3表示。入射小球的质量m1,靶球的质量为m2,若满足关系式__________,则两球碰撞前后系统动量守恒。

 

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如图所示是研究电磁感应现象的实验装置

1)将图中所缺导线补接完整、

2)用此装置研究感应电流方向时:将原线圈A插入副线圈B后,如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么在电键闭合的状态下将滑动变阻器滑片迅速向左移动时,电流计指针(填向左偏向右偏不偏

3)在闭合电键时,将原线圈A向下插入B中,线圈B对线圈A的作用力为_____力(填引力或斥力)

 

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