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如图所示,相距L=0.4m、电阻不计的两平行光滑金属导轨水平放置,一端与阻值R=...

如图所示,相距L=0.4m、电阻不计的两平行光滑金属导轨水平放置,一端与阻值R=0.15Ω的电阻相连,导轨处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向里.质量m=0.1kg、电阻r=0.05Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直.t=0时起棒在水平外力F作用下以初速度v0=2m/s、加速度a=1m/s2沿导轨向右匀加速运动.求:

(1)t=2s时回路中的电流;

(2)t=2s时外力F大小;

(3)前2s内通过棒的电荷量.

 

(1)4A;(2)0.9N;(3)6C 【解析】(1)t=2s时,棒的速度为:v1=v0+at=2+1×2=4m/s 此时由于棒运动切割产生的电动势为:E=BLv1=0.5×0.4×4V=0.8V 由闭合电路欧姆定律可知,回路中的感应电流: ; (2)对棒,根据牛顿第二定律得:F−BIL=ma             解得F=BIL+ma=0.5×4×0.4+0.1×1=0.9N ; (3)t=2s时棒的位移 根据法拉第电磁感应定律得: 根据闭合电路欧姆定律得 通过棒的电量: 。 【名师点睛】(1)棒向右匀加速运动,由速度时间公式求出t=1s时的速度,由E=BLv求出感应电动势,由闭合电路欧姆定律求解回路中的电流。 (2)根据牛顿第二定律和安培力公式求解外力F的大小。 (3)由位移时间公式求出第2s内棒通过的位移大小,由法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电量公式求解电荷量。  
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考点分析:
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研究两个小球在轨道水平部分碰撞的规律(动量守恒定律):先安装好如图1实验装置,在地上铺一张白纸.白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O.之后的实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;

步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;

步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度.

(1)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有 ________

A.A、B两点间的高度差h1     

B.B点离地面的高度h2

C.小球1和小球2的质量m1m2    

D.小球1和小球2的半径r

(2)当所测物理量满足 ________________ 时(用所测物理量的字母表示),说明两球碰撞遵守动量守恒定律.如果还满足_________________时(用所测物理量的字母表示),说明两球碰撞发生弹性碰撞.

(3)完成上述实验后,某实验小组对装置进行了如图2所示的改造.在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接.使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′.用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1l2l3.则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为__________________ (用所测物理量的字母表示).

 

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(1)绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按图所示方法连接,判断在以下各情况中,线圈Ⅱ中是否有感应电流产生.

①闭合电健K的瞬时 _________

②保持电键K闭合的时候 _________

③断开电健K的瞬时 _________

电键K闭合将变阻器RO的滑动端向左滑动时: _________ .(以上各空均填“有”或“无”)

(2)为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G与线圈L连接,如图所示,已知线圈由a端开始绕至b端,当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏转.

①将磁铁N极向下插入线圈,发现指针向左偏转,俯视线圈,其绕向为 ___________________ (填:“顺时针”或“逆时针”).

②当条形磁铁从图示中的虚线位置向右远离L时,指针向右偏转,俯视线圈,其绕向为___________(填:“顺时针”或“逆时针”).

 

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如图所示,同一竖直面内的正方形导线框ab的边长均为l,电阻均为R,质量分别为2mm.它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端,在两导线框之间有一宽度为2l、磁感应强度大小为B、方向垂直竖直面的匀强磁场区域.开始时,线框b的上边与匀强磁场的下边界重合,线框a的下边到匀强磁场的上边界的距离为l.现将系统由静止释放,当线框b全部进入磁场时,ab两个线框开始做匀速运动.不计摩擦和空气阻力,则(  )

A. ab两个线框匀速运动的速度大小为

B. 线框a从下边进入磁场到上边离开磁场所用时间为

C. 从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中,线框a所产生的焦耳热为mgl

D. 从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中,两线框共克服安培力做功为2mgl

 

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如图所示,两根等高光滑的四分之一圆弧轨道,半径为r、间距为L,轨道电阻不计,在轨道顶端连有一阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.现有一根长度稍大于L、电阻不计的金属棒从轨道最低点cd开始,在拉力作用下以速度v0向右沿轨道做匀速圆周运动到ab处,则该过程中(  )

A. 通过R的电流方向为由ba

B. 通过R的电流方向为由ab

C. R上产生的热量为

D. 流过R的电流一直减小

 

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质量为m的小球A在光滑的水平面上以速度v0与质量为2m的静止小球B发生正碰,碰后A球的动能恰好变为原来的,则B球速度大小可能是(  )

A.     B.     C.     D.

 

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