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如图1所示,足够长的U形光滑导体框水平放置,宽度为L,一端连接的电阻为R。导体框...

如图1所示,足够长的U形光滑导体框水平放置,宽度为L,一端连接的电阻为R。导体框所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。电阻为r的导体棒MN放在导体框上,其长度恰好等于导体框的宽度,且相互接触良好。其余电阻均可忽略不计。在水平拉力作用下,导体棒向右匀速运动,速度大小为v

1)请根据法拉第电磁感应定律推导导体棒匀速运动时产生的感应电动势的大小E=BLv

2)求回路中感应电流I和导体棒两端的电压U

3)若在某个时刻撤去拉力,请在图2中定性画出撤去拉力后导体棒运动的v-t图像。

 

(1)见解析(2);(3) 【解析】 (1)根据法拉第电磁感应定律,MN与导轨组成闭合回路匝数n = 1 t内MN运动的距离 x = vt 闭合回路 xL 代入得E = BLv (2)MN运动产生电动势E = BLv 根据闭合电路欧姆定律 得 路端电压 U = IR 得 (3)撤去拉力后,导体棒在安培力作用下做加速度逐渐减小的减速运动,最终速度减为0,v-t图像如图所示  
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考点分析:
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如图所示,两根平行金属导轨M、N,电阻不计,相距0.2m,上边沿导轨垂直方向放一个质量为m=的金属棒ab,ab的电阻为0.5Ω.两金属棒一端通过电阻R和电源相连.电阻R=2Ω,电源电动势E=6V,内源内阻r=0.5Ω,如果在装置所在的区域加一个匀强磁场,使ab对导轨的压力恰好是零,并使ab处于静止.(导轨光滑)求:

(1)ab中的电流I有多大?

(2)ab杆所受的安培力F的大小?

(3)所加磁场磁感强度B的大小和方向?

 

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水平放置的两块平行金属板长l=5.0cm,两板间距d=1.0cm,两板间电压为90V,且上板为正,一个电子沿水平方向以速度v0=2×107m/s,从两板中间射入,如图所示,求(电子质量为,电荷量为):

(1)电子偏离金属板的侧位移是多少?

(2)电子飞出电场时的速度是多少?

(3)电子离开电场后,打在屏上的P点,若s=10cm,求OP之长。

 

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现有两组同学要测定一节干电池的电动势E和内阻r(已知E约为1.5Vr约为)。

1)第一组采用图所示电路。

①为了完成该实验,选择实验器材时,在电路的ab两点间可接入的器件是_______

A.一个定值电阻           B.电阻箱           C.滑动变阻器

②为了调节方便且测量精度更高,电流表和电压表应选____(选填选项前的字母)。

A.电流表(0~0.6A),电压表(0~3V      B.电流表(0~0.6A),电压表(0~15V

C.电流表(0~3A),电压表(0~3V       D.电流表(0~3A),电压表(0~15V

③经过多次测量,他们记录了多组电流表示数I和电压表示数U,并在图中画出了U-I图像。由图像可以得出,此干电池的电动势的测量值E=_______V(保留三位有效数字),内阻的测量值r=_______Ω(保留两位有效数字)。

2)第二组在没有电压表的情况下,设计了如图所示的电路,完成了对同一电池的测量。

①改变电阻箱接入电路中的电阻值,记录了多组电流表示数I和电阻箱示数R,通过研究图像的信息,他们发现电动势的测量值与第一组的结果非常接近,但是内阻的测量值与第一组的结果有明显偏差。将上述实验重复进行了若干次,结果依然如此。关于第二组测量内阻产生的偏差及其原因,下列分析中正确的是_______(选填选项前的字母)。

A.第二组内阻的测量结果小于第一组的测量结果

B.第二组内阻的测量结果大于第一组的测量结果

C.造成这个偏差的原因是实际电流表内阻不能近似为零

D.造成这个偏差的原因是实验小组读取电流表读数时眼睛没有正对表盘,使读数有时候偏大,有时候偏小

②第二组对实验进行深入的理论研究,在是否可忽略电流表内阻这两种情况下,绘制两类图像。第一类图像以电流表读数I为横坐标,将电流表和电阻箱读数的乘积IR记为U作为纵坐标。第二类图像以电阻箱读数R为横坐标,电流表读数的倒数为纵坐标。图中实线代表电流表内阻可忽略的情况,虚线代表电流表内阻不可忽略的情况,这四幅图中,能正确反映相关物理量之间关系的是_______(选填选项前的字母)。

A.     B.    C.    D.  

 

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测量金属丝的电阻率实验。

1)用螺旋测微器测量金属丝直径,示数如图甲所示,则金属丝直径的测量值d=_______mm

2)在设计测量金属丝电阻Rx的实验电路时需要思考两个问题:

①如何选择电流表的接法?

如图乙所示,某同学采用试触的方法,让电压表的一端接在A点,另一端先后接到B点和C点。他发现电压表示数有明显变化,而电流表示数没有明显变化。据此应该选择电流表_______(填写内接外接)的电路。

②如何选择滑动变阻器的接法?

已知待测金属丝的电阻约为20Ω,实验室提供的滑动变阻器的最大阻值为,电源电动势为3V,需要选择滑动变阻器的_____________(填写分压式限流式”) 接法。

3)图丙是测量金属丝电阻的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的最左端。请根据(2)中选择的电路,完成实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表和电流表均处于安全状态____________

4)请你写出金属丝电阻率的计算式____________(用待测金属丝电阻的测量值Rx、直径的测量值d、长度的测量值L表示)。

 

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如图甲为手机及无线充电板。图乙为充电原理示意图。充电板接交流电源,对充电板供电,充电板内的送电线圈可产生交变磁场,从而使手机内的受电线圈产生交变电流,再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电。为方便研究,现将问题做如下简化:设受电线圈的匝数为n,面积为S,若在t1t2时间内,磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈,其磁感应强度由B1均匀增加到B2。下列说法正确的是(  )

A.c 点的电势高于 d 点的电势

B.受电线圈中感应电流方向由 d c

C.cd 之间的电势差为

D.若想增加 cd 之间的电势差,可以仅均匀增加送电线圈中的电流

 

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