【题目】如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,边长为L=10 cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈电阻r=1Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动,角速度为ω=2π rad/s,外电路电阻R=4Ω,求:(答案可以保留根号和π)
(1)转动过程中感应电动势的最大值;
(2)由图示位置转过60角的过程中产生的平均感应电动势;
(3)交流电电压表的示数;
(4)转动一周外力所做的功;
(5)由图示位置转过60角过程通过R的电荷量为多少?
【答案】(1)Em=π V (2) (3)
(4)
(5)
【解析】
(1)先根据Em=NBωS求出最大值,再根据最大值与有效值的关系求出有效值;
(2)利用法拉第电磁感应定律,求出平均感应电动势;
(3)电压表测量的是电阻R的电压,根据闭合电路欧姆定律即可求解;
(4)通过最大值求出有效值,根据W=EIT求解;
(5)线圈由如图位置转过60角过程通过R的电量为:.
(1)根据Em=NBωS,可得感应电动势的最大值:Em=100×0.5×0.12×2πV=π V;
(2)根据法拉第电磁感应定律可得转60°角的过程中产生的平均感应电动势大小为:
(3)转动过程中,交流电压表的示数为有效值,所以有:
联立可得:
(4)线圈转动一周外力所做的功为:
(5)周期内线圈转过60°角,通过R的电量q,由公式可得:
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【题目】某研究小组收集了手机中的锂电池。为测量锂电池的电动势E和内阻r,小红同学设计了如图所示的电路图来“测电源电动势和内阻”,图中R2为电阻箱。根据测量数据作出图象,如图所示。
(1)若该图线的斜率为k,纵轴截距为b,则该锂电池的电动势E=________,内阻r=________(用k、b表示)。
(2)上述方法测出的数据与真实值比较,测量出的内阻_____________(填“偏大” 或“偏小”),造成此系统误差主要原因是__________________________
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【题目】如图所示,水平放置的足够长的平行金属导轨MN、PQ的一端用导线相连,不计电阻的导体棒ab静置在导轨的左端MP处,并与MN垂直。以导轨PQ的左端为原点O,建立直角坐标系xOy,Ox轴沿PQ方向。每根导轨单位长度的电阻为R,垂直于导轨平面的非匀强磁场磁感应强度在y方向不变,在x方向上变化规律为:,并且x≥0。现在导体棒中点施加一垂直于棒的水平拉力F,使导体棒由静止开始向右做匀加速直线运动,加速度大小为a。设导体棒的质量为m,两导轨间距为L,不计导体棒与导轨间的摩擦,导体棒与导轨接触良好,不计其余部分的电阻。
(1)如果已知导体棒从x=0运动到x=x0的过程中,力F做的功为W,求此过程回路中产生的焦耳热Q;
(2)求导体棒从x=0运动到x=x0的过程中,通过金属棒的电荷量q;
(3)请通过分析推导出水平拉力F的大小随横坐标x变化的关系式。
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【题目】如图所示,abcd是粗细均匀的电阻丝制成的长方形线框,导体MN有电阻,可在ad边及bc边上无摩擦滑动,且接触良好,线框处于垂直纸面向里的匀强磁场中。当MN由靠ab边外向cd边匀速移动的过程中,以下说法正确的是
A. MN中电流先增大后减小
B. MN两端电压先增大后减小
C. MN上拉力的功率先减小后增大
D. 矩形线框中消耗的电功率先减小后增大
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【题目】如图甲所示,在光滑水平面上有一质量为m1=1kg的足够长的木板,其上叠放一质量为m2=2kg的木块,木块和木板之间的动摩擦因数μ=0.5,假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平拉力F=3t (N),重力加速度大小g=10m/s2。
⑴求木块和木板相对静止一起运动的时间t1;
⑵通过计算,在图乙中利用已经给出的坐标数据,画出木板和木块的加速度随时间t变化的图象。(取水平拉力F的方向为正方向)
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【题目】下列说法正确的是
A. 红光由空气进入水中,波长变短,频率不变
B. 光纤通信和医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
C. 白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带,是光的干涉现象
D. 对同一障碍物波长越长的光越容易衍射
E. 用同一装置做双缝干涉实验,在干涉样中紫光的条纹间距比红光宽
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【题目】有三个质量相等的分别带有正电、负电和不带电的微粒,从极板左侧中央以相同的水平初速度v先后垂直场强方向射入,分别落到极板A、B、C处,如图所示,则下列说法正确的有
A. 落在A处的微粒带正电,B处的不带电,C处的带负电
B. 三个微粒在电场中运动时间相等
C. 三个微粒到达极板时的速率
D. 三个微粒在电场中运动的加速度
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【题目】两列简谐横波的振幅都是20cm,传播速度大小相同。实线波的频率为2Hz,沿x轴正方向传播;虚线波沿x轴负方向传播。某时刻两列波在如图所示的区域相遇,则_____。
A. 在相遇区域会形成稳定的干涉图样
B. 实线波和虚线波的频率之比为3:2
C. 平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零
D. 平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y>20cm
E. 从图示时刻起再经过0.25s,平衡位置为x=5m处质点的位移y<0
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【题目】如图所示,水平放置的U形导轨足够长,置于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=5T,导轨宽度L=0.4m,左侧与R=0.5Ω的定值电阻连接。右侧有导体棒ab跨放在导轨上,导体棒ab质量m=2.0kg,电阻r=0.5Ω,与导轨的动摩擦因数μ=0.2,其余电阻可忽略不计。导体棒ab在大小为10N的水平外力F作用下,由静止开始运动了x=40cm后,速度达到最大,取g=10m/s2.求:
(1)导体棒ab运动的最大速度是多少?
(2)当导体棒ab的速度v=1ms时,导体棒ab的加速度是多少?
(3)导体棒ab由静止达到最大速度的过程中,电阻R上产生的热量是多少?
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