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如图所示,有一磁感应强度大小为B的水平匀强磁场,其上下水平边界的间距为H;磁场的...

如图所示,有一磁感应强度大小为B的水平匀强磁场,其上下水平边界的间距为H;磁场的正上方有一长方形导线框,其长和宽分别为L,质量为m,电阻为。现将线框从其下边缘与磁场上边界间的距离为h处由静止释放,测得线框进入磁场的过程所用的时间为。线框平面始终与磁场方向垂直,线框上下边始终保持水平,重力加速度为。求:

(1)线框下边缘刚进入磁场时线框中感应电流的大小和方向;

(2)线框的上边缘刚进磁场时线框的速率

(3)线框下边缘刚进入磁场到下边缘刚离开磁场的全过程中产生的总焦耳热Q

 

(1),逆时针方向;(2);(3) 【解析】 (1)线框由静止释放到下边缘刚进入磁场的过程,做自由落体运动,有 即线框下边缘刚进入磁场的速率为 线框下边缘切割磁感线产生的感应电动势为 感应电流的大小为 根据右手定则判断知,线框中感应电流的方向沿逆时针方向; (2)在线框下边缘刚进入磁场到上边缘刚进入磁场的过程中,根据微元法,取一小段时间,时间内速度的减少量为,由动量定理可得 在时间内,通过线框某一横截面的电荷量为 对动量定理表达式等式两边累加得 根据法拉第电磁感应定律有 根据闭合电路欧姆定律有 在时间内,通过线框某一横截面的电荷量为 代入动量定理方程解得 (3)在线框下边缘刚进入磁场到下边缘刚离开磁场的全过程中,线框切割磁感线的过程中才有焦耳热产生,根据能量守恒定律有 解得  
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考点分析:
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如图所示,一带电微粒质量为、电荷量,从静止开始经电压为的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转角,并接着沿半径方向近入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域,微粒射出磁场时的偏转角也为。已知偏转电场中金属板长,圆形匀强磁场的半径为,重力忽略不计。求;

1)带电微粒经加速电场后的速度大小;

2)两金属板间偏转电场的电场强度E的大小;

3)匀强磁场的磁感应强度B的大小。

 

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如图所示,在倾角为的斜坡上,从A点水平抛出一个物体,物体落在斜坡的B点,测得AB两点间的距离是90mg。求:

(1)物体抛出时速度的大小;

(2)落到B点时的速度大小(结果带根号表示)。

 

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某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中打点计时器的电源为交流电源,可以使用的频率有20Hz、30 Hz40 Hz,打出纸带的一部分如图(b)所示.

该同学在实验中没有记录交流电的频率需要用实验数据和其他条件进行推算

(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用和图(b)中给出的物理量可以写出在打点计时器打出B点时,重物下落的速度大小为_________,打出C点时重物下落的速度大小为________,重物下落的加速度的大小为________.

(2)已测得=8.89cm,=9.5.cm,=10.10cm;当重力加速度大小为9.80m/,试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%.由此推算出________ Hz.

 

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为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻,某同学设计了如图甲所示的实验电路,其中R为电阻箱,R0=5Ω为保护电阻.

(1)断开开关S,调整电阻箱的阻值,再闭合开关S,读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值.多次重复上述操作,可得到多组电压值U及电阻值R,并以为纵坐标,以为横坐标,画出的关系图线(该图线为一直线),如图丙所示.由图线可求得电池组的电动势E=_____V,内阻r=_____Ω.(保留两位有效数字)

(2)引起该实验系统误差的主要原因是___________

 

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如图所示,足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角,其中MNPQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时,棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中(  )

A. 加速度为 B. 下滑的位移为

C. 产生的焦耳热为 D. 受到的最大安培力为

 

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