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(11分)如图11甲所示,用粗细均匀的导线制成的一只圆形金属圈,现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态,已知金属圈的质量为m,半径为r,导线的电阻率为ρ,截面积为S.金属圈的上半部分处在一方向垂直圈面向里的有界匀强磁场中,磁感应强度B随时间t的变化满足B=kt(k为常量),如图11乙所示.金属圈下半部分在磁场外.若丝线所能承受的最大拉力FTm=2mg,求:从t=0时刻起,经过多长时间丝线会被拉断?

 

【答案】

【解析】设金属圈受重力mg、拉力FT和安培力F的作用处于静止状态,则FT=mg+F,又F=2BIr,

金属圈中的感应电流I=

由法拉第电磁感应定律得

E=·

金属圈的电阻R=ρ

又B=kt,FTm=2mg

由以上各式求得t=.

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:2012届江苏省高三高考一轮复习第四章第3单元物理试卷(带解析) 题型:计算题

(14分)在如图11所示的装置中,两个光滑的定滑轮的半径很小,表面粗糙的斜面固定在地面上,斜面的倾角为θ=30°.用一根跨过定滑轮的细绳连接甲、乙两物体,把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行,把乙物体悬在空中,并使悬线拉直且偏离竖直方向α=60°.现同时释放甲、乙两物体,乙物体将在竖直平面内振动,当乙物体运动经过最高点和最低点时,甲物体在斜面上均恰好未滑动.已知乙物体的质量为m=1 kg,若取重力加速度g=10 m/s2.试求:

(1)乙物体运动经过最高点和最低点时悬绳的拉力大小;
(2)甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静摩擦力.

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科目:高中物理 来源:2012届合肥35中高三物理专项训练试卷(一) 题型:实验题

(11分)利用如图所示的电路测定电源的电动势和内电阻,提供的器材有


(A)干电池两节,每节电池的电动势约为1.5V,内阻未知
(B)直流电压表V1V2,内阻很大
(C)直流电流表A,内阻可忽略不计
(D)定值电阻R0,阻值未知,但不小于5Ω
(E)滑动变阻器
(F)导线和开关
(1)甲同学利用该电路完成实验时,由于某根导线发生断路故障,因此只记录了一个电压表和电流表的示数,如下表所示:

U/V
2.62
2.48
2.34
2.20
2.06
1.92
I/A
0.08
0.12
0.19
0.20
0.24
0.28
 
试利用表格中数据作出U-I图,由图象可知,测得两节干电池总的电动势值为     V,总内阻为   Ω。由计算得到的数据可以判断能够正确示数的电压表应为表      (选填“V1”或“V2”)。
(2)乙同学在找出断路的导线并调换好的导线后,连接该电路继续实验时,由于电流表发生短路故障,因此只能记下两个电压表的示数,该同学利用表中的数据,以表V1的示数U1为横坐标、表V2的示数U2为纵坐标作图象,也得到一条不过原点的直线,已知直线的斜率为k,截距大小为b,则两节干电池总的电动势大小为      ,两节干电池的总内阻      (选填“可以”或“不可以”)求出。

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科目:高中物理 来源:2011-2012学年江苏省高三高考一轮复习第四章第3单元物理试卷(解析版) 题型:计算题

(14分)在如图11所示的装置中,两个光滑的定滑轮的半径很小,表面粗糙的斜面固定在地面上,斜面的倾角为θ=30°.用一根跨过定滑轮的细绳连接甲、乙两物体,把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行,把乙物体悬在空中,并使悬线拉直且偏离竖直方向α=60°.现同时释放甲、乙两物体,乙物体将在竖直平面内振动,当乙物体运动经过最高点和最低点时,甲物体在斜面上均恰好未滑动.已知乙物体的质量为m=1 kg,若取重力加速度g=10 m/s2.试求:

 (1)乙物体运动经过最高点和最低点时悬绳的拉力大小;

(2)甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静摩擦力.

 

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科目:高中物理 来源:2011-2012学年合肥35中高三物理专项训练试卷(一) 题型:实验题

(11分)利用如图所示的电路测定电源的电动势和内电阻,提供的器材有

 

 

 

 

 

 

 

 

(A)干电池两节,每节电池的电动势约为1.5V,内阻未知

(B)直流电压表V1V2,内阻很大

(C)直流电流表A,内阻可忽略不计

(D)定值电阻R0,阻值未知,但不小于5Ω

(E)滑动变阻器

(F)导线和开关

(1)甲同学利用该电路完成实验时,由于某根导线发生断路故障,因此只记录了一个电压表和电流表的示数,如下表所示:

U/V

2.62

2.48

2.34

2.20

2.06

1.92

I/A

0.08

0.12

0.19

0.20

0.24

0.28

 

试利用表格中数据作出U-I图,由图象可知,测得两节干电池总的电动势值为     V,总内阻为    Ω。由计算得到的数据可以判断能够正确示数的电压表应为表      (选填“V1”或“V2”)。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)乙同学在找出断路的导线并调换好的导线后,连接该电路继续实验时,由于电流表发生短路故障,因此只能记下两个电压表的示数,该同学利用表中的数据,以表V1的示数U1为横坐标、表V2的示数U2为纵坐标作图象,也得到一条不过原点的直线,已知直线的斜率为k,截距大小为b,则两节干电池总的电动势大小为      ,两节干电池的总内阻      (选填“可以”或“不可以”)求出。

 

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(1)t=0时刻金属线圈的加速度;
(2)磁感应强度的变化率.

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