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如图甲所示,光滑平行长直金属导轨水平放置,间距L=0.4m,导轨左右两端接有阻值...

如图甲所示,光滑平行长直金属导轨水平放置,间距L=04m,导轨左右两端接有阻值R=1Ω的电阻,导体棒垂直放置在导轨上,且接触良好,导体棒的电阻r=05Ω,导轨的电阻均不计。导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场,bd连线与导轨垂直,长度也为L,从0时刻开始,磁感应强度B的大小随时间t变化,规律如图乙所示;同一时刻,棒从导轨左端开始向右匀速运动,1s后刚好进入磁场,若使棒在导轨上始终以速度v=1m/s做直线运动,求:

(1)棒进入磁场前,回路中的电动势E。

(2)棒在运动过程中,为维持棒的运动所需的最大外力F。

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(1)0.08V(2)0.16N 【解析】 试题分析:(1)在棒进入磁场前,由于正方形区域abcd内磁场磁感应强度B的变化,使回路中产生感应电动势和感应电流,根据法拉第电磁感应定律可知,在棒进入磁场前回路中的电动势为:,代入已知数据得:E=0.08V (2)当棒进入磁场时,磁场磁感应强度B=1.0T恒定不变,此时由于导体棒做切割磁感线运动,使回路中产生感应电动势和感应电流,当棒与bd重合时,切割有效长度l=L,达到最大,根据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势也达到最大Em=BLv,代入已知数据得:Em=0.4V>E=0.04V,此时棒中电流最大,由欧姆定律知:,式中外电路电阻:R′=R/2,受到的安培力最大,为:Fm=BImL,联立以上等式,代入已知数据得:Fm=0.16N,由平衡条件知,棒在运动过程中,为维持棒的运动所需的最大外力F=0.16N。 考点:法拉第电磁感应定律;闭合电路的欧姆定律;安培力 【名师点睛】本题考查了法拉第电磁感应定律和切割产生的感应电动势公式的综合运用,考查了闭合欧姆定律和安培力公式,关键是搞清B-t图像的物理意义,能根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势;难度中等。  
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考点分析:
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为全面建成小康社会,现计划为某偏远山村修建一座发电站。特发电站发电机输出的电功率为5×104W,输出电压为240V,输电线总电阻r=30Ω,损失功率为输出功率的6%,用户用电器的额定电压均为220V。

(1)画出输电电路图;

(2)该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器原、副线圈的匝数比各是多少?

 

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图甲为《探究电磁感应现象》实验中所用器材的示意图。现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、B,电流计及开关连接成如图所示的电路。

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(1)电键闭合后,下列说法中正确的是( 

A.只要将线圈A放在线圈B中就会引起电流计指针偏转

B.线圈A插入或拔出线圈B的速度越大,电流计指针偏转的角度越大

C.滑动变阻器的滑片P滑动越快,电流计指针偏转的角度越大

D.滑动变阻器的滑片P匀速滑动时,电流计指针不会发生偏转

(2)在实验中,如果线圈A置于线圈B中不动,因某种原因,电流计指针发生了偏转。这时,线圈B相当于产生感应电流的“电源”。这个“电源”内的非静电力是__________。如果是因为线圈A插入或拔出线圈B,导致电流计指针发生了偏转。这时,是__________转化为电能。

(3)上述实验中,线圈A、B可等效为一个条形磁铁,将线圈B和灵敏电流计简化如图乙所示。当电流从正接线柱流入灵敏电流计时,指针向正接线柱一侧偏转。则乙图中灵敏电流计指针向__________其接线柱方向偏转(填:正、负)。

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加速度传感器如图甲所示。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移,滑块两侧用弹簧3拉着;R为滑动变阻器,4是滑动片,它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离成正比。工作时将框架固定在被测物体上,使弹簧及电阻R均与物体的运动方向平行。当被测物体加速运动时,滑块将在弹簧的作用下,以同样的加速度运动。通过电路中电压表的读数,可以得知加速度的大小。电压表为指针式直流电压表(可视为理想电压表)。

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(1)电压表零刻度在表盘中央(即可显示正负电压),当P端的电势高于Q端时,指针向零点左侧偏转。当物体具有图示方向的加速度a时,电压表的指针将向零点__________(填“左”、“右”)侧偏转。

(2)若将电压表的表盘换成直接表示加速度大小及方向的刻度盘,则表盘的刻度__________(填“均匀”、“非均匀”)分布。

(3)电压表是由灵敏电流计改装而成的,灵敏电流计表盘如图乙所示。当被测物体具有图示方向大小为1m/s2的加速度时,滑动片4从MN的中央向某侧平移的距离为MN总长的1/6且滑动片4在M或N端时,灵敏电流计示数最大。若将灵敏电流计的表盘换成直接表示加速度大小及方向的刻度盘,则灵敏电流计表盘上-30刻线处对应的加速度为__________。

 

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图甲为某恒温装置的电路原埋图。图中,理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1,电压表和电流表均为理想电表。副线圈所在电路中,R0为定值电阻,R为半导体热敏电阻(其阻值随温度的升高而减小),D为理想二极管,R1为电阻恒定的电热丝,AB间电压变化情况如图乙所示。下列说法中正确的是(

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A.AB间电压的有效值为44V

B.原线圈两端电压的有效值为220V

C.R处温度升高时,R1消耗的电功率减小

D.理想变压器原、副线圈中的电流之比为1∶5

 

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如图所示,固定在同一水平面内的两根光滑平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触。现杆受到水平向左、垂直于杆的恒力F作用,从静止开始沿导轨运动,当运动距离L时,速度恰好达到最大。杆的质量分布均匀,接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,运动过程中杆始终与导轨保持垂直,重力加速度大小为g。对于此过程,下列说法中正确的是(

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A.杆的速度最大值为满分5 manfen5.com

B.流过电阻R的电量为满分5 manfen5.com

C.恒力F做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量

D.安培力做功的绝对值等于回路中产生的焦耳热

 

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