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如图1所示,两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角为α...

如图1所示,两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角为α,金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m,导轨处于匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面斜向上,磁感应强度大小为B,金属导轨的上端与开关S、定值电阻R1和电阻箱R2相连。不计一切摩擦,不计导轨、金属棒的电阻,重力加速度为g,现闭合开关S,将金属棒由静止释放。

1判断金属棒ab中电流的方向;

2若电阻箱R2接入电路的阻值为R2=2 R1,当金属棒下降高度为h时,速度为v,求此过程中定值电阻R1上产生的焦耳热Q1

3当B=040T,L=050m,α=37°时,金属棒能达到的最大速度vm随电阻箱R2阻值的变化关系如图2所示。取g= 10m/s2,sin37°= 060,cos37°= 080。求定值电阻的阻值R1和金属棒的质量m。

 

(1)电流方向为b到a.(2)(3)2.0Ω, 0.1kg. 【解析】 试题分析:(1)由右手定则,金属棒ab中的电流方向为b到a. (2)由能量守恒定律得:mgh=mv2+Q,解得:Q=mgh-mv2 两电阻串联,通过它们的电流相等,且R2=2R1,则 Q1+Q2=Q,则; (3)设最大速度为v,切割磁感线产生的感应电动势:E=BLv 由闭合电路的欧姆定律: 根据金属棒得受力图可知,金属棒达到最大速度时满足:mgsinα-BIL=0 由以上三式得: 由图象可知:斜率为:,纵截距为v0=30m/s 得到:, 解得:R1=2.0Ω,m=0.1kg. 考点:法拉第电磁感应定律;闭合电路的欧姆定律;物体的平衡 【名师点睛】电磁感应问题经常与电路、受力分析、功能关系等知识相结合,是高中知识的重点,该题中难点是第三问,关键是根据物理规律写出两坐标物理量之间 的函数关系。  
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考点分析:
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如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,有两根水平放置的平行导轨,导轨的间距为 L,左端连接有阻值为 R的电阻有一质量为 m的导体棒ab垂直放置在导轨上,距导轨左端恰好为L导轨所在空间存在方向竖直向下的匀强磁场,不计导轨和导体棒的电阻,棒与导轨间的摩擦可忽略

1若在一段时间t0内,磁场的磁感应强度从0开始随时间t均匀增大,t0时刻,B=B0,如图所示在导体棒ab上施加一外力,保持其静止不动,求:

a这段时间内棒中的感应电流的大小和方向;

b时刻施加在棒上的外力的大小和方向

2若磁场保持B=B0不变,如图所示,让导体棒ab以初速度v0 向右滑动,棒滑行的最远距离为s试推导当棒滑行的距离为λs时0<λ<1,电阻R上消耗的功率

 

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如图a所示,倾角θ=30°的光滑固定斜杆底端固定一电量为Q=2×10﹣4C的正点电荷,将一带正电小球可视为点电荷从斜杆的底端但与Q未接触静止释放,小球沿斜杆向上滑动过程中能量随位移的变化图象如图b所示,其中线1为重力势能随位移变化图象,线2为动能随位移变化图象.(g=10m/s2,静电力恒量K=9×109N•m2/C2

1描述小球向上运动过程中的速度与加速度的变化情况;

2求小球的质量m和电量q;

3斜杆底端至小球速度最大处由底端正点电荷形成的电场的电势差U;

4在图b中画出小球的电势能ε 随位移s变化的图线.(取杆上离底端3m处为电势零点

 

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在“测定金属丝的电阻率”的实验中

1一多用电表的电阻档有三个倍率,分别是×1、×10、×100同学甲先用×1档粗略测量金属丝的电阻,表盘指针位置如图1所示,金属丝的电阻约为     Ω

2为准确测量金属丝的电阻,同学乙取来两节新的干电池、电键、若干导线和下列器材:

A电压表0~3V,内阻约10kΩ

B电压表0~15V,内阻约50kΩ

C电流表0~06A,内阻约005Ω

D电流表0~3A,内阻约001Ω

E滑动变阻器,0~10Ω

①要求较准确地测出其阻值,电压表应选  ,电流表应选  填序号

②按实验要求在图2的方框内画出实验电路图

 

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洛伦兹力演示仪是由励磁线圈也叫亥姆霍兹线圈、洛伦兹力管和电源控制部分组成的励磁线圈是一对彼此平行的共轴串联的圆形线圈,它能够在两线圈之间产生匀强磁场洛伦兹力管的圆球形玻璃泡内有电子枪,能够连续发射出电子,电子在玻璃泡内运动时,可以显示出电子运动的径迹其结构如图所示给励磁线圈通电,电子枪垂直磁场方向向左发射电子,恰好形成如“结构示意图”所示的圆形径迹,则下列说法正确的是

A励磁线圈中的电流方向是顺时针方向

B若只增大加速电压,可以使电子流的圆形径迹的半径增大

C若只增大线圈中的电流,可以使电子流的圆形径迹的半径增大

D两线圈间的磁感应强度已知,灯丝发出的电子的初速为零,加速电压为U,则可通过测量圆形径迹的直径来估算电子的比荷

 

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如图甲,一带电物块无初速度地放上皮带轮底端,皮带轮以恒定大小的速率沿顺时针传动,该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中,物块由底端E运动至皮带轮顶端F的过程中,其v-t图像如图乙所示,物块全程运动的时间为45 s,关于带电物块及运动过程的说法正确的是

A该物块带负电

B皮带轮的传动速度大小一定为lm/s

C若已知皮带的长度,可求出该过程中物块与皮带发生的相对位移

D在2s~45s内,物块与皮带仍可能有相对运动

 

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