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如图所示,利用小直流电动机提升质量为m的物体A。假设把小直流电动机简化为图2中虚...

如图所示,利用小直流电动机提升质量为m的物体A。假设把小直流电动机简化为图2中虚线框内的模型:虚线框内存在磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场,磁场的范围足够大。质量为M的导体棒PQ垂直放在间距为l的光滑平行导轨上。棒PQ在安培力作用下运动,带动A上升。导轨的电阻可忽略。电源的电动势为E

1)在A以速度v匀速上升的过程中,求回路中电流的大小。

2)从接通电路到Av匀速上升的过程中,回路中的电流是在变化的。

a. 试简要说明回路中电流发生变化的原因;

b. 已知这一过程中通过棒PQ的电量为qA上升的高度为h,求回路中产生的电热。

 

(1) (2) 原因见解析 . (3)Eq-mgh- 【解析】 本题考查安培力的受力平衡问题及闭合电路中的能量转化问题 (1)因物体A匀速上升,即绳子拉力应等于物体重力mg,对于导体棒而言,收到向右的绳子拉力和向左的安培力大小应该相等,即 ,则回路中的电流大小 ; (2)a.因棒子在移动过程中会切割磁感线产生动生电动势,产生反向感应电流,会与原电路中的电流相互抵消,感应电流的大小与导体棒的速度有关,直到导体棒达到匀速状态,之后感应电流恒定,总电流恒定,导体棒维持匀速。 b.根据能量守恒可知,在此过程中,电源将其它形式能转化为电能,再由电路将电能转化为其它形式能,有 ,得到回路中产生的热量。  
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考点分析:
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在以坐标原点 O为圆心、半径为 r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示。 一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 x轴的交点 A处以速度 v沿-x方向射入磁场,恰好从磁场边界与 y轴的交点 C处沿+y方向飞出。

(1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷

(2)求出粒子在磁场中运动的时间。

(3)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为 B,该粒子仍从 A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了 60°角,求磁感应强度 B′多大?此次粒子在磁场中运动所用时间 t是多少?

 

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如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40 m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.50 Ω的直流电源,现把一个质量m=0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨 电阻不计,g10m/s2(已知sin37°=0.60cos37°=0.80).求:

1)通过导体棒的电流; 

2)导体棒受到的安培力大小;

3)导体棒受到的摩擦力.

 

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如图所示,水平面上有两根相距1m的足够长的光滑平行金属导轨MNPQ,它们的电阻可忽略不计,在MP之间接有阻值为R的定值电阻。导体棒abl1m,其电阻为r,与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B0.8T。现在在导体棒ab上施加一个水平向右的力F,使abv20m/s的速度向右做匀速运动时,求

ab中电流的方向如何?

ab中的感应电动势多大?

⑶若定值电阻R6.0Ω,导体棒的电阻r2.0ΩF多大?

 

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某同学用甲图的电路测定一个电源的电动势和内电阻,实验时测得的数据如下表所示。

 

1

2

3

4

5

6

U/V

1.34

1.30

1.25

1.22

1.19

1.14

I/A

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

 

1)请按实验要求连接好尚未连接好的实验器材(如乙图所示)______

2)请在坐标纸上作出该电源的U-I图像______

3)该电源的电动势E=________V,内阻为r=_______ Ω

 

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某同学用多用表测电阻Rx时,将选择开关置于“Ω×10”挡,表针停留的位置如图所示(其数据为8),为了较正确测出Rx的阻值,将两表与电阻Rx断开后,下列操作中正确的是(用字母表示)__________________

(A)换用Ω×1            (B)换用Ω×100

 

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