【题目】金属杆ab放在固定的光滑的水平金属导轨上,与导轨组成闭合矩形电路,长L1=0.8m,宽L2=0.5m,回路总电阻为R=0.2Ω,处在竖直方向的磁场中,金属杆用水平绳通过定滑轮连接质量M=0.04kg的木块,磁感应强度从B=1T开始随时间均匀增强,5s末木块将离开水平面,不计一切摩擦,g取10m/s2,求前5s内回路中的电流。
【答案】0.2A
【解析】试题分析:磁场方向与线圈垂直,磁感应强度从B=1T开始随时间均匀增强时,线圈中产生的感应电动势和电流保持不变,根据法拉第电磁感应定律得出感应电动势与时间的关系.5s末木块将离开水平面时,安培力大小等于木块的重力,求出电流.
解:据题,磁感应强度从B=1T开始随时间均匀增强,则磁场的磁感应强度有:
Bt=B+kt,B=1T.
根据法拉第电磁感应定律得回路中感应电动势为:
E==
S=kS
则感应电流为:
I==
=
杆受到的安培力大小为:
F=BtIl2=(B+kt)Il2
由题,5s末木块将离开水平面时,由F=Mg得:
(B+kt)l2=Mg
其中B=1T,t=5s,R=0.2Ω,l1=0.8m,l2=0.5m,M=0.04kg
代入解得:k=0.2T/s或k=﹣0.4T/s,若k为负值时,ab杆向右运动,重物不可能被提起,则舍去.
将k=0.2T/s代入I=
解得:I=0.4A.
答:回路中的电流为0.4A.
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【题目】如图所示,一带电粒子质量为m=1.6×10-19kg,电量为q=3.2×10-19C,以某一速度垂直射入磁感应强度B=0.5T、宽度为d=1m的有界匀强磁场中,穿过磁场时速度方向与原来入射方向的夹角为45°。(不计重力, 取3.14))求:
(1)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时的速度大小;
(2)带电粒子穿过磁场区域的时间为多少?
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【题目】如图所示,MN、PQ是间距为L的平行金属导轨,置于磁感应强度为B,方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中,M、P间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为R/2的金属导线ab垂直导轨放置,并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动,不计导轨电阻,则
A. 通过电阻R的电流方向为P→R→M
B. a、b两点间的电压为BLv
C. a端电势比b端高
D. 外力F做的功等于电阻R上发出的焦耳热
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【题目】如图所示电路中,当滑动变阻器 R的触头向左滑动时,下列说法正确的是
A. R上消耗的功率可能一直变小
B. R上消耗的功率可能一直变大
C. R上消耗的功率可能先变小后变大
D. R上消耗的功率可能先变大后变小
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【题目】某同学为探究加速度与合外力的关系,设计了如图甲所示的实验装置。一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上,用轻绳绕过定滑轮及轻滑轮将小车与弹簧测力计相连。实验中改变悬挂的钩码个数进行多次测量,记录弹簧测力计的示数F,并利用纸带计算出小车对应的加速度a。
(1)实验中钩码的质量可以不需要远小于小车质量,其原因是_____。
A.小车所受的拉力与钩码的重力无关
B.小车所受的拉力等于钩码重力的一半
C.小车所受的拉力可由弹簧测力计直接测出
(2)图乙是实验中得到的某条纸带的一部分。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,由纸带数据求出小车的加速度a=____m/s。
(3)根据实验数据绘出小车的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图像,下列图像中最符合本实验实际情况的是(____)
【答案】 C 0.75 B
【解析】(1)根据实验原理可知,弹簧测力计的读数为小车所受合外力,则不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件,故AB错误,C正确;
故选:C;
(2)在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数,即:△x=aT2,
解得:a==
=0.75m/s2.
(3)由题意可知,小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系应该是成线性关系,即为不是过原点的一条倾斜直线,实验存在阻力,故B符合;
点晴: 根据实验原理,弹簧测力计的读数为小车所受合外力,则不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件;在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数,根据作差法求解加速度;数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象,应该是过原点的一条倾斜直线.
【题型】实验题
【结束】
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【题目】如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切,半圆形导轨的半径为R一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧,当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍,之后向上运动恰能到达最高点C (不计空气阻力)试求:
(1)物体在A点时弹簧的弹性势能;
(2)物体从B点运动至C点的过程中阻力所做的功;
(3)物体离开C点后落回水平面时的位置与B点的距离。
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【题目】如图所示,欲使在粗糙斜面上匀速下滑的木块A停下,可采用的方法是
A. 对木块A施加一个垂直于斜面的力
B. 增大斜面的倾角
C. 对木块A施加一个竖直向下的力
D. 在木块A上再叠放一个重物
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【题目】用如图所示的实验装置研究电磁感应现象。当有电流从电流表的正接线柱流入时,指针向右偏转。下列说法正确的是
A. 当把磁铁S极插入线圈中时,电流表指针向左偏转
B. 当把磁铁N极从线圈中拔出时,电流表指针向右偏转
C. 当磁铁S极朝下在线圈中保持静止时,电流表指针向左偏转
D. 当磁铁N极朝下在线圈中保持静止时,电流表指针向右偏转
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【题目】一节铅蓄电池的电动势为2V,下列说法正确的是
A. 非静电力把1C的正电荷在蓄电池内从负极移送到正极做功为2J
B. 非静电力把1C的正电荷在蓄电池内从正极移动到负极做的功为2J
C. 无论是否接入电路,蓄电池两极间的电压始终为2V
D. 蓄电池在1s内一定把2J的化学能转化为2J的电能
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【题目】如图所示,一通电螺线管P水平放置,其左侧用绝缘丝线悬挂一轻质铝环Q,螺线管的中轴线通过铝环的中心并与铝环所在平面垂直。当闭合开关S的瞬间
A. 铝环中产生顺时针方向的感应电流(从右向左看)
B. 铝环中产生逆时针方向的感应电流(从右向左看)
C. 铝环向左摆动
D. 铝环向右摆动
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