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如图所示,一正方形金属框边长l=0.1 m,每条边的电阻r=0.1 Ω,金属框以...

如图所示一正方形金属框边长l=0.1 m,每条边的电阻r=0.1 Ω,金属框以v=1.0 m/s的速度匀速穿过矩形匀强磁场区域MNPQ,其平面始终保持与磁场方向垂直,且cd边始终平行于磁场边界MN。已知金属框的边长小于MN的长度,磁场宽度L=0.3 m,磁感应强度 B=0.2 T

(1)取逆时针方向为正方向,请通过计算分析,在图1中画出金属框穿过磁场区域的过程中,金属框内感应电流I随时间t变化的图线。

(2)请通过计算分析,在图2中画出ab两端电压Uab随时间t变化的图线。

 

(1)(2) 【解析】线框进入磁场区域时和线框穿出磁场区时,由楞次定律求出;ab两端电压Uab由电磁感应定律和闭合电路欧姆定律求出。 【解析】 (1)线框进入磁场区域时 E1=B l v=0.02 V A 电流方向沿逆时针,如图(1)实线abcd所示, 感应电流持续的时间 s 线框在磁场中运动时,E2=0,I2=0 无电流的持续时间 线框穿出磁场区时,E3= B l v=0.02 V, 此电流的方向为顺时针,如图(1)虚线abcd所示, 规定电流方向逆时针为正,得I-t图线如图(2)所示。 (2)线框进入磁场区域ab两端电压 U1=I1 r=0.05×0.1=0.005V 线框在磁场中运动时,ab两端电压等于感应电动势 U2=B l v=0.02V 线框出磁场时ab两端电压,U3=E-I2 r=0.015V 由此得U-t图线如图(3)所示  
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考点分析:
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已知氚核的质量约为质子的3倍,带正电荷,电荷量为一个元电荷;α粒子即氦原子核,质量约为质子的4倍,带正电荷,电荷量为元电荷的2倍。现在氚核和α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。求以下情况下它们运动半径之比:

(1)它们的速度大小相等;

(2)它们由静止经过相同的加速电场加速后进入磁场。

 

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有一辆质量为800 kg的小汽车驶上圆弧半径为50 m的拱桥。取重力加速度大小g=10 m/s2

(1)若汽车到达桥顶时速度为5 m/s,求汽车对桥的压力大小。

(2)若汽车经过桥顶时恰好对桥顶没有压力而腾空,求汽车的速度大小。汽车对地面的压力过小是不安全的,对于同样的车速,请说明拱桥圆弧的半径大些比较安全,还是小些比较安全。

(3)如果拱桥的半径增大到与地球半径R=6400 km一样,汽车要在桥面上腾空,求汽车最小速度的大小。

 

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如图所示,某台式弹簧秤的秤盘水平,一物块放在秤盘中处于静止状态。试证明物块对秤盘的压力大小等于物块所受的重力大小。

 

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某同学对毫安表进行改装和校准

(1)如图(1)所示,已知毫安表表头的内阻为100 Ω,满偏电流为1 mAR1R2为阻值固定的电阻。若使用ab两个接线柱,电表量程为3 mA;若使用ac两个接线柱,电表量程为10 mA。则表头中电阻______ ______

(2)如图(2)所示,现用一量程为3 mA、内阻为150 Ω的标准电流表A对改装电表的3 mA挡进行校准,校准时需选取的刻度为0.51.01.52.02.53.0 mA。电池的电动势为,内阻忽略不计;定值电阻有两种规格,阻值分别为300 Ω1000 Ω;滑动变阻器有两种规格,最大阻值分别为750 Ω3000 Ω。则R0应选用阻值为________的电阻,R应选用最大阻值为    _____的滑动变阻器。

(3)若电阻中有一个被短路,利用图3的电路可以判断出被短路的电阻,图(3)中为保护电阻。则图中的d点应和接线柱______(填bc)相连。判断依据是:___________

 

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现用频闪照相方法来研究物块的变速运动。在一小物块沿斜面向下运动的过程中,用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示。拍摄时频闪频率是10 Hz;通过斜面上固定的刻度尺读取ABCDE 5个连续影像间的距离依次为x1=10.76cmx2=15.05cmx3=19.34cmx4=23.65cm

根据数据,完成下列问题

(1)物块的加速度______m/s2(保留3位有效数字)。

(2)请判断当物块的速度为2m/s时物块处于x1x2x3x4中的______段,理由是_______________

 

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