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某同学利用如图甲所示装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化,螺线管...

某同学利用如图甲所示装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化,螺线管的内阻,初始时滑动变阻器的滑片位于正中间20的位置,打开传感器,将质量为m的磁铁置于螺线管正上方静止释放,磁铁上表面为N.穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止(磁铁下落中受到的电磁阻力远小于磁铁重力,不发生转动),释放点到海绵垫的高度差为h.计算机屏幕上显示出如图乙所示的曲线.

1)磁铁穿过螺线管的过程中,产生第一峰值时线圈中的感应电动势约为________V.

2)图像中UI出现前后两个峰值,对比实验过程发现,这两个峰值是磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的,对这一现象相关说法正确的是________.

A.磁铁从静止下落到穿过螺线管掉落到海绵垫上的过程中,线圈中的磁通量变化率先增大后减小

B.如果仅将滑动变阻器的滑片从中间向左移动,坐标系中的两个峰值都会减小

C.磁铁在穿过线圈过程中加速度始终小于重力加速度g

D.如果仅略减小h,两个峰值都会减小

3)在磁铁下降h的过程中,可估算由机械能转化的电能的大小约为________J.

 

0.9 BD (~均正确) 【解析】 (1)[1].由曲线可知,产生第一峰值时滑动变阻器功率为 线圈输出功率表达式为 根据闭合电路欧姆定律得 联立各式并将、代入解得 . (2)[2].由曲线可知,产生的感应电动势先增大后减小,再增大再减小,因此线圈中的磁通量的变化率先增大后减小,再增大再减小,A错误;根据闭合电路欧姆定律可知,当外电阻等于内电阻时,电源的输出功率最大,本题中滑动变阻器的最大阻值与内阻相等,因此滑片从中间向左滑动时,两个峰值都会减小,B正确;当磁铁全部在线圈中时,磁通量的变化率为零,此时的感应电流为零,只受重力,加速度等于g,C错误;当h减小时,磁铁进入线圈的速度减小,导致线圈中磁通量的变化率减小,因此两个峰值都会减小,D正确. (3)[3].根据图像的物理意义可知,图像与横轴围成面积大小等于下落过程中电源输出的电能,图像与横轴围成的面积可由图像与横轴围成的虚线小方框的个数乘以每个小方框的面积求得,由图像可得,在磁铁下降h的过程中由机械能转化的电能的大小为 (~均正确).  
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考点分析:
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如图所示是饮水器的自动控制电路.左边是对水加热的容器,内有密封绝缘的电热丝发热器和接触开关S1.只要有水浸没S1,它就会导通;水面低于S1时,不会加热.饮水器的使用原理是同时满足水位高于S1及水温较低,饮水器对水加热.

1Rx是一个热敏电阻,低温时呈现高电阻,右边P是一个___________(选填)逻辑门,接在05V电源之间,图中J是一个继电器,可以控制发热器工作与否.Ry是一个可变电阻,低温时Rx_____________(选填远大于远小于Ry

2)为了提高加热起始温度,变阻器Ry应该调的_____________(选填大一些小一些).

 

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如图所示,MNPQJKST为倾角皆为的足够长的金属导轨,都处在垂直于斜面的磁感应强度大小为B的匀强磁场中.JKST平行,相距LMNPQ平行,相距.质量分别为2mm的金属杆ab垂直放置在导轨上.已知两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持光滑接触,两杆与导轨构成回路的总电阻始终为R,重力加速度为g.下列说法正确的是(   

A.a固定,释放b,则b最终速度的大小为

B.若同时释放ab,则b最终速度的大小为

C.若同时释放ab,当b下降高度为h时达到最大速度,则此过程中两杆与导轨构成的回路中产生的电能为

D.若同时释放ab,当b下降高度为h时达到最大速度,则此过程中通过回路的电荷量为

 

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半导体内导电的粒子(载流子)有两种:自由电子和空穴(空穴可视为能自由移动带正电的粒子),以空穴导电为主的半导体叫P型半导体,以自由电子导电为主的半导体叫N型半导体.如图为检验半导体材料的类型和对材料性能进行测试的原理图,图中一块长为a、宽为b、厚为c的半导体样品板放在沿y轴正方向的匀强磁场中,磁感应强度大小为B.当有大小为I、沿x轴正方向的恒定电流通过样品板时,会产生霍尔电压,若每个载流子所带电量的绝对值为e,下列说法正确的是(   

A.如果上表面电势高,则该半导体为P型半导体

B.如果上表面电势高,则该半导体为N型半导体

C.其他条件不变,增大c时,增大

D.样品板在单位体积内参与导电的载流子数目为

 

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如图所示的正方形导线框abcd,电阻为R,现维持线框以恒定速度v沿x轴运动,并穿过图中所示的匀强磁场区域,如果以x轴正方向为力的正方向,线框在图示位置的时刻作为计时零点,则磁场对线框的作用力F、线框ab边两端的电势差Uab随时间变化的图像正确的是(   

A. B.  C. D.

 

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如图所示,在光滑的水平桌面上,ab是两条固定的平行长直导线,通过的电流强度相等.矩形线框位于两条导线的正中间,通有顺时针方向的电流,在ab产生的磁场作用下静止.则ab的电流方向可能是

A.均向左

B.均向右

C.a的向左,b的向右

D.a的向右,b的向左

 

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