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在质量为M=1kg的小车上,竖直固定着一个质量为m=0.2kg,高h=0.05m、总电阻R=100Ωn=100匝矩形线圈,且小车与线圈的水平长度l相同。现线圈和小车一起在光滑的水平面上运动,速度为v1=10m/s,随后穿过与线圈平面垂直,磁感应强度B=1.0T的水平有界匀强磁场,方向垂直纸面向里,如图(1)所示。已知小车运动(包括线圈)的速度v随车的位移s变化的vs图像如图(2)所示。求:

(1)小车的水平长度l和磁场的宽度d

(2)小车的位移s=10cm时线圈中的电流大小I以及此时小车的加速度a

(3)线圈和小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量Q

 

(1)25cm;(2) 1.67m/s2;(3) 57.6J 【解析】 (1)由图可知,从s=5cm开始,线圈进入磁场,线圈中有感应电流,受安培力作用,小车做减速运动,速度v随位移s减小,当s=15cm时,线圈完全进入磁场,线圈中感应电流消失,小车做匀速运动.因此小车的水平长度 l=10cm 当s=30cm时,线圈开始离开磁场,则 d=(30-5)cm=25cm (2)当s=10cm时,由图象中可知线圈右边切割磁感线的速度 v2=8m/s 由闭合电路欧姆定律得线圈中的电流 代入数据解得 I=0.4A 此时线圈所受安培力 F=nBIh=100×1×0.4×0.05N=2N 根据牛顿第二定律 代入数据解得小车的加速度 a=1.67m/s2 (3) 由图象可知,线圈左边离开磁场时,小车的速度为v3=2m/s,线圈进入磁场和离开磁场时,克服安培力做功,线卷的动能减少,转化成电能消耗在线圈上产生电热 代入数据解得线圈电阻发热量 Q=57.6J  
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考点分析:
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如图,质量分别为mM的两个星球AB在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动,星球AB两者中心之间的距离为L。已知AB的中心和O三点始终共线,AB分别在O的两侧。引力常数为G

(1)求两星球做圆周运动的周期;

(2)在地月系统中,若忽略其他星球的影响,可以将月球和地球看成上述星球AB,月球绕其轨道中心运行的周期为T1。但在近似处理问题时,常常认为月球是绕地心做圆周运动的,这样算得的运行周期记为T2.已知地球和月球的质量分别设为Mm。求T2T1两者之比。

 

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(1)法拉第发现电磁感应现象的实验装置如图所示,软铁环两侧分别绕两个线圈,左侧线圈为闭合回路,在其中一段导线下方附近放置一小磁针,小磁针静止时N极指向北方如图所示,右侧线圈与电池、电键相连。则在闭合电键后,你将看到小磁针_____

A、仍然在原来位置静止不动    B、抖动后又回到原来位置静止

C、抖动后停在N极指向东方位置    D、抖动后停在N极指向西方位置

(2)通过归纳得出产生感应电流的条件是_____

(3)利用图示装置研究电磁感应现象,图甲中,开关S闭合,电流自正接线柱流_____(填“出”或“入”)电流表,指针向右偏转;图乙中,将线圈和同样的电流表串联,条形磁铁(下端为N极)可以从图示位置上下移动,若实验中发现电流表指针向右偏转,说明条形磁铁正由图示位置向_____(填“上”或“下”)移动。

 

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如图甲所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20m,电阻R=1.0Ω;有一导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道向下。现用一外力F沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动,测得力F与时间t的关系如图乙所示。杆的质量m=______kg,杆的加速度a=_________m/s2

 

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200414日,“勇气”号成功登陆火星。已知火星半径与地球半径之比RR=12,火星质量与地球质量之比mm=110,火星到太阳的距离与地球到太阳的距离之比rr=32;若火星、地球绕太阳运动均可视为匀速圆周运动,则火星表面重力加速度g与地球表面重力加速度g之比gg=_____,火星绕日公转周期T与地球绕日公转周期T之比TT=_____

 

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恒星离我们的距离非常遥远,但是我们可以利用地球绕太阳运动的圆形轨道直径作为基线,通过几何方法来测量恒星的距离。这种方法叫做_____。图中恒星A是我们想要测量其距离的星体。BCD是相对比较远的恒星,在1月到7月间几乎看不出移动过,而A的相对位置在这半年里看上去却发生了变化。图中的θ角就称为_____

 

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