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如图甲所示,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成角固定,N、Q之间接电阻箱...

如图甲所示,MNPQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成角固定,NQ之间接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5T,质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其接入电路的电阻位为r。现从静止释放杆ab,测得最大速度为vM,改变电阻箱的阻值R,得到vMR之间的关系如图乙所示。已知导轨间距为L=2m,重力加速度g=10m/s2,轨道足够长且电阻不计。求:

(1)R=0时,杆ab匀速下滑过程中产生感应电动势E的大小及杆中的电流方向;

(2)金属杆的质量m及阻值r

(3)R=4时,回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功W

 

(1),杆中电流方向从b→a;(2),;(3) 【解析】 (1)由图可知,当R=0时,杆最终以v=3m/s匀速运动,产生电动势 E=BLv=0.5×2×3V=3V 电流方向为由b到a (2)设最大速度为v,杆切割磁感线产生的感应电动势E=BLv,由闭合电路的欧姆定律: 杆达到最大速度时满足 解得 由图像可知:斜率为 纵截距为 v0=3m/s 得到: 解得 m=0.2kg,r=3Ω (3)由题意:E=BLv,,得 则 由动能定理得 联立解得 W=0.7J
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考点分析:
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一台发电机最大输出功率为4000kW,电压为4000V,经变压器T1升压后向远方输电。输电线路总电阻为R1kΩ,到目的地经变压器T2降压,负载为多个正常发光的灯泡(220V60W若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,变压器T1T2的耗损可忽略,发电机处于满负荷工作状态,求:

(1)输电线上的电流大小;

(2)T1T2的原、副线圈的匝数比;

(3)负载灯泡的个数

 

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如图所示,一辆小车静止在光滑水平面上,在CD两端置有油灰阻挡层,整辆小车质量1kg,再在车的水平底板上放光滑小球AB,质量分别为mA=1kgmB=3kgAB小球间置一被压缩的弹簧,其弹性势能为6J,现突然松开弹簧,AB小球脱离弹簧时距CD端均为0.6m,然后两球分别与油灰阻挡层碰撞,并立即被油灰粘住,问:

(1)AB小球脱离弹簧时的速度大小各是多少?

(2)整个过程小车的位移是多少?

 

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有一个教学用的可拆变压器,如图所示,它有两个外观基本相同的线圈AB,线圈外部还可以绕线.

1)某同学用多用电表的欧姆挡测量了AB线圈的电阻值,发现B线圈电阻约为A线圈电阻的3倍,则可推断___线圈的匝数多(选填AB);

2)如果把它看作理想变压器,现要测量AB线圈的匝数,提供的器材有:一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和一只低压交流电源(输出电压的有效值不变).

现采用如下方法进行测量:

①将绝缘导线一端与A线圈上方接线柱相连,顺着原来的绕制方向在变压器的铁心上再绕制n匝线圈;

②将绝缘导线的另一端和A线圈下方接线柱分别与低压交流电源两端相连接;

③用多用电表的交流电压挡先后测量低压交流电源两端的电压U0B线圈的输出电压U

请在上述基础上,补充一个实验步骤,完成AB线圈匝数的测量(需要测量的物理量请用字母表示,并说明其含义),再写出测量AB线圈的匝数的表达式.

___________________

nA= _________nB= __________

 

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如图所示是用来验证动量守恒定律的实验装置,弹性球1用细线悬挂于O点,O点下方桌子的边沿有一竖直立柱.实验时,调节悬点,使弹性球1静止时恰与立柱上的球2接触且两球等高.

将球1拉到A点,并使之静止,同时把球2放在立柱上.释放球1,当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞.碰后球1向左最远可摆到B点,球2落到水平地面上的C点.测出有关数据即可验证12两球碰撞时动量守恒.现已测出A点离水平桌面的距离为aB点离水平桌面的距离为bC点与桌子边沿间的水平距离为c,球1的质量为m1,球大小忽略不计,则:

1)还需要测量的量是____________________________

2)根据测量的数据,该实验中动量守恒的表达式为_______________________

 

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在如图所示的两平行虚线之间存在着垂直纸面向里、宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场,正方形线框abcd的边长为LLd)、质量为m、电阻为R,将线框从距离磁场的上边界为h高处由静止释放后,线框的ab边刚进入磁场时的速度为v0ab边刚离开磁场时的速度也为v0,在线框开始进入到ab边刚离开磁场的过程中

A.电路中产生的焦耳热为mgd

B.电路中产生的焦耳热为2mgd

C.线框的最小动能一定为mghdL

D.线框的最小动能一定为

 

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