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如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与...

如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.(g=10m/s2sin37°=0.6cos37°=0.8)求:

1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;

2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小;

3)在上问中,若R=2Ω,金属棒中的电流方向由ab,求磁感应强度的大小与方向.

 

(1)4m/s2(2)10m/s(3)0.4T,方向垂直导轨平面向上 【解析】 试题 (1)金属棒开始下滑的初速为零,根据牛顿第二定律: ① 由①式解得=10×(O.6-0.25×0.8)m/s2=4m/s2② (2)设金属棒运动达到稳定时,速度为,所受安培力为F,棒在沿导轨方向受力平衡 ③ 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻消耗的电功率: ④ 由③、④两式解得 ⑤ (3)设电路中电流为I,两导轨间金属棒的长为l,磁场的磁感应强度为B ⑥ ⑦ 由⑥、⑦两式解得⑧ 磁场方向垂直导轨平面向上
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考点分析:
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如图甲所示,CD间距L=0.5m与水平面夹角为θ=37°倾斜放置的导轨由上、下两端结成,CD以上是绝缘导轨,CD以下是电阻不计的金属导轨,下端连接一个阻值恒为R=5Ω的小灯泡L,整个导轨的粗糙程度相同。在CDEF矩形固定区域内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化如图乙所示,CF长为d=2m.质量m=0.8kg,电阻不计的金属棒ab随后某一时刻从静止开始沿导轨向下运动.已知从t=0开始到金属棒运动至EF位置的整个过程中,小灯泡的亮度始终没有发生变化.金属棒与导轨始终接触良好(g=10m/s2sin37°=0.6.求:

(1)通过小灯泡的电流强度的大小;

(2)金属棒ab经过磁场区域CDEF的时间.

 

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磁流体发电是一项新兴技术,它可以把气体的内能直接转化为电能。如图所示,在两块长a=0.5m、宽b=0.2m,彼此相距L=0.2m的平行金属板间,存在着磁感强度B=1.2T的匀强磁场,方向与板面平行并与a边垂直。若将含有大量的分别带正电和负电的等离子体,以v=1000m/s的速度连续不断地喷入两金属板间,两金属板间便产生电压,若等离子体的电阻率ρ=0.1Ω•m,求该发电机的电动势和最大输出功率。

 

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如图所示,A为弹簧测力计(量程足够大),B为条形磁铁(下端为S极),C为螺线管.现将S1断开,S21改接到2,则弹簧测力计的示数将______;若S22 不变,再闭合S1,弹簧测力计的示数将______.(都选填变大变小不变

 

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实验课中同学们要完成测量一节干电池的电动势和内阻的任务,被测电池的电动势约为1.5V,内阻约为1.0Ω。某小组计划利用图的电路进行测量,已知实验室除待测电池、开关、导线外,还有下列器材可供选用:

电流表:量程0~0.6A,内阻约0.125Ω

电流表:量程0~3A,内阻约0.025Ω

电压表V:量程0~3V,内阻约3kΩ

滑动变阻器R:0~20Ω,额定电流2A

(1)为了使测量结果尽量准确,电流表应选用________(填写仪器的字母代号)。

(2)请根据图所示的电路图,在图中完成实物的连接_______

①图是该组同学根据所获得的6组实验数据,在坐标纸上绘制的反映路端电压随电流变化的U-I图线,请据此图线判断被测干电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω。(结果保留到小数点后两位)

②若仅考虑电表内阻的影响,图中描绘的点迹与电池两端电压的真实值流过电池的电流真实值所对应点迹存在一定的偏差,请根据实验中该同学测得的数据,以及电表的参数估算这一偏差的数量级约为________

A.      B.     C.     D.

③为了研究电表内阻对测量结果的影响,我们用UI的函数关系来分析这一个问题。若字母分别表示电压表和电流表的内阻,U、I分别表示电压表和电流表的示数,E、r分别表示电池的电动势和内阻的真实值。考虑到电表内阻的影响,请选择相关的字母写出反映UI实际关系的函数关系表达式U=___________

 

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探究电磁感应现象应选用如图______ (选填)所示的装置进行实验.在这个现象中感应电流的方向与______的方向和磁感应线方向有关.

 

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