小明同学设计了一个“电磁天平 .如图1所示.等臂天平的左臂为挂盘.右臂挂有矩形线圈.两臂平衡．线圈的水平边长L=0.1m.竖直边长H=0.3m.匝数为N1．线圈的下边处于匀强磁场内.磁感应强度B0=1.0T.方向垂直线圈平面向里．线圈中通有可在0-2.0A范围内调节的电流I．挂盘放上待测物体后.调节线圈中电流使得天平平衡.测出电流即可测得物体的质量．(重� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

15．

小明同学设计了一个“电磁天平”，如图1所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡．线圈的水平边长L=0.1m，竖直边长H=0.3m，匝数为N₁．线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B₀=1.0T，方向垂直线圈平面向里．线圈中通有可在0～2.0A范围内调节的电流I．挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使得天平平衡，测出电流即可测得物体的质量．（重力加速度取g=10m/s²）
（1）为使电磁天平的量程达到0.5kg，线圈的匝数N₁至少为多少？
（2）进一步探究电磁感应现象，另选N₂=100匝、形状相同的线圈，总电阻R=10Ω，不接外电流，两臂平衡，如图2所示，保持B₀不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d=0.1m．当挂盘中放质量为0.01kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率$\frac{△B}{△t}$．

分析（1）根据安培力的大小公式，结合安培力和重力平衡求出线圈的匝数．
（2）通过法拉第电磁感应定律、欧姆定律求出感应电流的大小，抓住安培力和重力相等求出磁感应强度的变化率．

解答解：（1）线圈受到安培力为：F=N₁B₀IL，
天平平衡有：mg=N₁B₀IL，
代入数据解得：N₁=25匝
（2）由电磁感应定律得：E=N₂$\frac{△Φ}{△t}$
则 E=N₂$\frac{△B}{△t}$Ld
由欧姆定律得：I′=$\frac{E}{R}$
线圈受到安培力为：F′=N₂B₀I′L
天平平衡有：m′g=N₂²B₀$\frac{△B}{△t}$•$\frac{d{L}^{2}}{R}$
代入数据解得：$\frac{△B}{△t}$=0.1T/s．
答：
（1）线圈的匝数N₁至少为25匝；
（2）此时磁感应强度的变化率为0.1T/s．

点评本题综合考查了安培力大小公式、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律，抓住平衡列式求解，求解安培力时需注意线圈的匝数．

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5．

如图所示，A、B是两盏完全相同的白炽灯，L是电阻不计的电感线圈，如果断开开关S₁，接通S₂，A、B两灯都能同样发光．若最初S₁是接通的，S₂是断开的，那么下列所述中正确的是（　　）

	A．	刚接通S₂，A灯就立即亮，B灯延迟一段时间才亮
	B．	刚接通S₂瞬间，线圈L中的电流不为零
	C．	接通S₂以后，A，B灯亮度一样
	D．	接通S₂，电路稳定后再断开S₂时，A灯立即熄灭，B灯先亮一下，然后熄灭

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6．

“天宫一号”被长征二号火箭发射后，准确进入预定轨道，如图所示，“天宫一号”在轨道1上运行4周后，在Q点开启发动机短时间加速，关闭发动机后，“天宫一号”沿椭圆轨道2运行到达P点，开启发动机再次加速，进入轨道3绕地球做圆周运动．“天宫一号”在图示轨道1、2、3上正常运行时，下列说法正确的是（　　）

	A．	“天宫一号”在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
	B．	“天宫一号”在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度
	C．	“天宫一号”在轨道1上经过Q点的加速度大于它在轨道2上经过Q点的加速度
	D．	“天宫一号”在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点的加速度

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3．某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如图，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当用2条、3条…，完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．

（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺（填测量工具）和交流电源（填“交流”或“直流”）；
（2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是D
A．放开小车，能够自由下滑即可
B．放开小车，能够匀速下滑即可
C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
（3）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是B
A．橡皮筋处于原长状态 B．橡皮筋仍处于伸长状态
C．小车在两个铁钉的连线处 D．小车已过两个铁钉的连线
（4）在正确操作情况下，打在纸带上的点，并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的HK部分进行测量（根据上面所示的纸带回答）

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10．

把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入（如图），这时可以看到亮暗相间的条纹，下面关于条纹的说法中正确的是（　　）

	A．	干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的上下两表面反射的两列光波叠加的结果
	B．	干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
	C．	将薄片向劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏
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20．

如图所示，电阻为r的矩形线圈面积为S，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动．t=0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表．则（　　）

	A．	图示时刻线框各边都不切割磁感线
	B．	电流表读数显示电路中电流瞬时值
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	D．	线框转动一圈过程中电流方向变化两次

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7．

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（1）求0～4s时间内，回路中电流I₁的大小和方向；
（2）求2s时刻ab边受到的安培力大小F；
（3）在4s 后线框绕cd边以角速度ω=100rad/s匀速转动，计算线框中感应电流的有效值I₂，并求线框从中性面开始转过90°的过程中，通过导线横截面的电量q．

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4．