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如图所示.竖直放置的间距为L=1m的两平行光滑导轨,上端连接一个阻值为R=1Ω的...

如图所示.竖直放置的间距为L=1m的两平行光滑导轨,上端连接一个阻值为R=1Ω的电阻,在导轨的MN位置以下有垂直纸面向里的磁场,在MN处的磁感应强度为B0=1T,在MN下方的磁场沿Y轴方向磁感应强度均匀减少,在MN下方1m处的磁感应强度刚好为零.现有一质量为1kg,电阻也是R=1Ω的金属棒,从距离MNh=0.2m的上方紧贴导轨自由下落,然后进入磁场区域继续下落相同高度h的过程中,能使得电阻R上的电功率保持不变(不计一切摩擦)求(g=10m/s2)

1)电阻R上的电功率;

2)从MN位置再下降h时,金属棒的速度v

3)从MN位置再下降h所用的时间t.

 

(1)1W(2)2.5m/s(3)0.4375s 【解析】(1)由mgh=mv12得v1=2m/s 此时感应电动势为E=B0Lv1=2V 感应电流为 P=I2R=1W (2)磁感应强度随y的变化关系为:B=B0-ky 当y=1m时,B=0,所以k=1 所以有B=1-y(T) 因为金属棒在磁场中下落h的过程中电阻R上的电功率保持不变,所以感应电动势不变 E=B0Lv1=(1-y)Lv 代入数据得v=2.5m/s (3)金属棒从MN位置在下降h过程中,由动能定理可知 带入数据得W克A=0.875J 所以整个过程中产生的焦耳热为:Q=W克A=0.875J 根据焦耳定律可得:Q=2Pt 代入数据可得t=0.4375s  
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考点分析:
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如图所示,质量为m、电阻为R的单匝矩形线框置于光滑水平面上,线框边长ab=Lad=2L.虚线MNadbc边中点.一根能承受最大拉力F0的细线沿水平方向拴住ab边中点O.从某时刻起,在MN右侧加一方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小按B=kt的规律均匀变化.一段时间后,细线被拉断,线框向左运动,ab边穿出磁场时的速度为v. 求:

(1)细线断裂前线框中的电功率P

(2)细线断裂后瞬间线框的加速度大小a及线框离开磁场的过程中安培力所做的功W

(3)线框穿出磁场过程中通过导线截面的电量 q

 

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如图所示,在光滑水平面上,有一坐标系xOy,其第一象限内充满着垂直平面坐标向里的,大小为B0=1T的匀强磁场,有一长l1=2m,宽l2=1m的形线框abcd,其总电阻为R=1Ω,初始时两边正好和xy轴重合.

1)当线框绕ab轴以角速度ω匀速转动时线框产生的感应电动势的表达式是什么?

2)线框绕ab轴转动90°过程中,产生的热量为多少?

3)若磁感应强度B沿y方向不变,沿x方向的变化满足B=B0+x,使线框以速度v=1m/s沿x轴正方向匀速运动,需沿x轴方向施加多大外力?方向指向哪儿?

 

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将两个金属电极锌片和铜片插入一个水果中就可以做成一个水果电池,某兴趣小组欲测量水果电池的电动势和内阻.

1)甲同学用多用表的直流电压(01V)档估测某水果电池的电动势,稳定时指针如图中A所示,则读数为______V;用多用表的欧姆×100档估测水果电池的内阻,稳定时指针如图中B所示,则读数为_______Ω.上述测量中存在一重大错误,是_______________

2)乙同学采用如图所示电路进行测量,并根据测量数据做出了R-图像,则根据图象,该水果电池的电动势为______V,内阻为_______Ω.(结果保留两位有效数字)

 

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如图是多用表的刻度盘,当选用量程为50mA的电流档测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为______ mA;若选用倍率为“×100”的电阻档测电阻时,表针也指示在图示同一位置,则所测电阻的阻值为______Ω如要用此多用表测量一个约2.0×104Ω的电阻,为了使测量比较精确,应选的欧姆档是______ 选填(“×10” “×100”“×1k”换挡结束后,实验操作上首先要进行的步骤是__________________________

 

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如图所示,光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框ABCD,线框的边长为L=0.3m,总电阻R=2Ω.在直角坐标系xOy中,有界匀强磁场区域的下边界与x轴重合,上边界满足曲线方程y=0.3sinx(m),磁感应强度大小B=1T,线圈在沿x轴正方向的拉力F作用下,以速度v=10m/s水平向右做匀速直线运动,直到AD边穿出磁场.下列说法正确的是(  )

 

A. BC边运动到磁场的中心线时, BC两端电压为3V 

B. 感应电动势的有效值为 V

B. 此过程中回路产生的焦耳热6.75×10-2 J

C. 此过程中拉力F做功0.135J

 

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