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如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨...

如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MNPQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨间距为MP两点间接有阻值为的电阻。一根质量为的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab竹沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。

1)由ba方向看到的装置如图乙所示,在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图。

2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小。

3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值。

4)若金属杆的电阻值为,导体下滑距离时达到了最大速度。求导体在下滑至最大速度过程中电阻R上所产生的焦耳热Q

 

(1)图见解析;(2)2A;4m/s2.(3)12m/s(4)32J 【解析】 (1)ab杆受三个力:重力mg,竖直向下;支持力N,垂直斜面向上;安培力F,沿斜面向上.受力示意图如图所示. (2)当ab杆速度为v时,感应电动势: E=BLv=4V 此时电路中电流: ab杆受到的安培力: F=BIL=2N 根据牛顿运动定律得: mgsinθ-F=ma 解得 a=4m/s2. (3)达到最大速度时满足: mgsinθ=F安 而 解得 vm=12m/s (4)在ab杆从静止开始沿斜面下滑过程中,已知当下滑距离为s=20m时,速度已达到最大值,根据平衡条件知 根据能量守恒知 根据电路特点知R上热量为 联立并带入数据可得: QR=32J  
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考点分析:
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某电子天平原理如图所示E形磁铁的两侧为N中心为S两极间的磁感应强度大小均为B,磁极宽度均为L,忽略边缘效应一正方形线圈套于中心磁极其骨架与秤盘连为一体线圈两端C、D与外电路连接当质量为m的重物放在秤盘上时,弹簧被压缩,秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触),随后外电路对线圈供电,秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止,由此时对应的供电电流I可确定重物的质量.已知线圈匝数为n,线圈电阻为R,重力加速度为g.问:

(1)线圈向下运动过程中线圈中感应电流是从C端还是从D端流出?

(2)供电电流I是从C端还是从D端流入?求重物质量与电流的关系;

(3)若线圈消耗的最大功率为P,该电子天平能称量的最大质量是多少?

 

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研究电磁感应现象的实验中,首先按图甲接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系;当闭合S时,观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央。然后按图乙所示将电流表与副线圈B连成一个闭合回路,将原线圈A、电池、滑动变阻器和电键S串联成另一个闭合电路。

  

1S闭合后,将螺线管A(原线圈)插入螺线管B(副线圈)的过程中,电流表的指针将________偏转。

2)线圈A放在B中不动时,指针将________偏转。

3)线圈A放在B中不动,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表指针将________偏转。

4)线圈A放在B中不动,突然断开S。电流表指针将________偏转。(填向左、向右、不)

 

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1研究感应电流产生的条件的实验电路如图甲所示.实验表明:当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合电路中就会有电流产生.在闭合电键S前,滑动变阻器滑动片P应置于_______端(选填“a”“b”).电键S闭合后还有多种方法能使线圈C中产生感应电流,试写出其中的一种方法___________ ·

 

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如图所示,竖直放置的平行导轨上搁置了一根与导轨接触良好的金属棒ab,水平方向的匀磁场强垂直穿过导轨平面,请在图上标出当金属棒ab下落时,ab棒中感应电流的方向和ab棒所受的磁场力方向。

 

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如图所示,匀强磁场的宽度为d一正方形金属线框abcd的边长为L,且Ld,线框平面与磁场垂直,bc边与磁场边界平行。线框以垂直于磁场边界的速度v匀速通过磁场区域,则线框进入磁场时产生感应电流的方向是________方向(选填顺时针逆时针);从进入磁场区域,到完全离开磁场区域的过程中,线框中存在感应电流的时间为__________

 

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