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如图,两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内,其左端接一阻值为R的...

如图,两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内,其左端接一阻值为R的电阻;一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上;在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域,区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场,磁感应强度大小B1随时间t的变化关系为,式中k为常量;在金属棒右侧还有一匀强磁场区域,区域左边界MN(虚线)与导轨垂直,磁场的磁感应强度大小为B0,方向也垂直于纸面向里。某时刻,金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动,在t0时刻恰好以速度v0越过MN,此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好,它们的电阻均忽略不计。求

1)在t=0t=t0时间间隔内,流过电阻的电荷量的绝对值;

2)在时刻tt>t0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小。

 

(1)(2) 【解析】试题分析:在金属棒未越过MN之前,t时刻穿过回路的磁通量为① 设在从t时刻到的时间间隔内,回路磁通量的变化量为,流过电阻R的电荷量为 由法拉第电磁感应有② 由欧姆定律有③ 由电流的定义有④ 联立①②③④可得⑤ 由⑤可得,在t=0到t=的时间间隔内,流过电阻R的电荷量q的绝对值为⑥ (2)当时,金属棒已越过MN,由于金属棒在MN右侧做匀速运动,有⑦ 式中f是外加水平恒力,F是匀强磁场施加的安培力。设此时回路中的电流为I,F的大小为⑧ 此时金属棒与MN之间的距离为⑨ 匀强磁场穿过回路的磁通量为⑩ 回路的总磁通量为⑪ 式中仍如①式所示,由①⑨⑩⑪可得,在时刻t()穿过回路的总磁通量为⑫ 在t到的时间间隔内,总磁通量的改变为⑬ 由法拉第电磁感应定律得,回路感应电动势的大小为⑭ 由欧姆定律有⑮ 联立⑦⑧⑬⑭⑮可得 【学科网考点定位】考查了导体切割磁感线运动 【方法技巧】根据法拉第电磁感应定律,结合闭合电路欧姆定律,及电量表达式,从而导出电量的综合表达式,即可求解;根据磁通量的概念,,结合磁场方向,即可求解穿过回路的总磁通量;根据动生电动势与感生电动势公式,求得线圈中的总感应电动势,再依据闭合电路欧姆定律,及安培力表达式,最后依据平衡条件,即可求解水平恒力大小。  
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如图,在竖直平面内圆弧AB和圆弧BC组成的光滑固定轨道,两者在最低点B平滑连接。AB弧的半径为R,BC弧的半径为。一小球在A点正上方与A相距处由静止开始自由下落,经A点沿圆弧轨道运动。

1求小球在B、A两点的动能之比;

2通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点。

 

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某物理课外小组利用图a中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。中,置于实验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮轻绳跨过滑轮,一与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个,每个质量均为0010 kg。实验步骤如下:

1将5个钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的小物快,使小车和钩码可以在木板上匀速下滑。

2将n依次取n=12345个钩码挂在轻绳右端,其余Nn钩码仍留在小车内;用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车,同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s,绘制s-t图像,经数据处理后可得到相应的加速度a。

3对应于不同的n的a值见下表。n=2时的s-t图像如图b所示由图b求出此时小车的加速度保留2位有效数字,将结果填入下表。

n

1

2

3

4

5

020

 

058

078

100

4利用表中的数据在图c中补齐数据点,并作出a-n图像。从图像可以看出:当物体质量一定时,物体的加速度与其所受的合外力成正比。

5利用a–n图像求得小车空载的质量为_______kg保留2位有效数字,重力加速度取g=98 m·s–2

6若以“保持木板水平”来代替步骤1,下列说法正确的是_______填入正确选项前的标号

Aa–n图线不再是直线

Ba–n图线仍是直线,但该直线不过原点

Ca–n图线仍是直线,但该直线的斜率变大

 

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某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁未画出的N极位于两导轨的正上方,S极位于两导轨的正下方,一金属棒置于导轨上且两导轨垂直。

1在图中画出连线,完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路,且在开关闭合后,金属棒沿箭头所示的方向移动。

2为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,有人提出以下建议:

A适当增加两导轨间的距离

B换一根更长的金属棒

C适当增大金属棒中的电流

其中正确的是            填入正确选项前的标号

 

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如图,M为半圆形导线框,圆心为OM;N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为ON;两导线框在同一竖直面纸面内;两圆弧半径相等;过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t=0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴,以相同的周T逆时针匀速转动,则

A两导线框中均会产生正弦交流电

B两导线框中感应电流的周期都等于T

C时,两导线框中产生的感应电动势相等

D两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等

 

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如图,一固定容器的内壁是半径为R的半球面;在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中,克服摩擦力做的功为W。重力加速度大小为g。设质点P在最低点时,向心加速度的大小为a,容器对它的支持力大小为N,则(  )

A.     B.

C.     D.

 

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