【题目】如图所示,两根完全相同的光滑金属导轨OP、OQ固定在水平桌面上,导轨间的夹角为θ=74°.导轨所在空间有垂直于桌面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B0=0.2 T.t=0时刻,一长为L=1m的金属杆MN在外力作用下以恒定速度v=0.2m/s从O点开始向右滑动.在滑动过程中金属杆MN与导轨接触良好,且始终垂直于两导轨夹角的平分线,金属杆的中点始终在两导轨夹角的平分线上.导轨与金属杆单位长度(1m)的电阻均为r0=0.1 Ω.sin 37°=0.6.
(1)求=2s时刻,金属杆中的感应电动势E和此时闭合回路的总长度.
(2)求=2s时刻,闭合回路中的感应电流I.
(3)若在=2s时刻撤去外力,为保持金属杆继续以v=0.2m/s做匀速运动,在金属杆脱离导轨前可采取将B从B0逐渐减小的方法,从撤去外力开始计时的时间为,则磁感应强度B应随时间怎样变化(写出B与的关系式).
【答案】(1)0.024V,1.6m
(2)0.15 A.
(3)B= (0 s≤t2≤s).
【解析】
试题(1)在t1时刻,连入回路的金属杆的长度 L=2vttan 37°=1.5v,
回路的电动势E=B0Lv=1.5 B0v2 t1=0.024V,
回路的总长度:s=1.6m
(2)回路的电阻R=0.4v=0.16Ω,
回路的电流I==0.75v=0.15 A.
(3)在t1=2 s时刻撤去外力后,因金属杆做匀速运动,故光滑金属杆不再受到安培力作用,回路的感应电流为零,任一时刻回路磁通量相等Φ1=Φ2,
三角形回路的面积S=,
t1=2 s时刻回路的磁通量Φ1=B0,
再过时间t2回路的磁通量Φ2=B,
B0= B
联立解得B= (0 s≤t2≤s).
或写成B= (0 s≤t2≤s).
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【题目】如图为一有界匀强电场,场强方向为水平方向(虚线为电场线),﹣带负电微粒以某一角度θ从电场的a点斜向上方射入,沿直线运动到b点,则可知( )
A. 电场中a点的电势低于b点的电势
B. 微粒在a点时的动能与电势能之和与在b点时的动能与电势能之和相等
C. 微粒在a点时的动能小于在b点时的动能,在a点时的电势能大于在b点时的电势能
D. 微粒在a点时的动能大于在b点时的动能,在a点时的电势能小于在b点时的电势能
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【题目】细线两端分别系有带正电的甲、乙两小球,它们静止在光滑绝缘水平面上,电荷量分别为q1和q2,质量分别为m1和m2。烧断细绳后两球向相反方向运动,下列说法正确的是 ( )
A. 运动的同一时刻,甲、乙两球受到的电场力大小之比为q2:q1
B. 运动的同一时刻,甲、乙两球动能之比为m2:m1
C. 在相同的运动时间内,甲、乙两球受到的电场力的冲量大小之比为1:1
D. 在相同的运动时间内,甲、乙两球受到的合力做功之比为1:1
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【题目】如图所示,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω.闭合开关S后,标有“8V,12W”的灯泡恰能正常发光。电动机M线圈的电阻R0=4Ω,则下列说法正确的是( )
A. 电源的输出功率为14W
B. 流过电机的电流为1A
C. 电机输出功率为3W
D. 通电5秒钟电机产生80J的热
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【题目】如图所示电路中,定值电阻R1=4Ω,R2=2Ω,滑动变阻器的最大阻值为10Ω,输入的电流I1=1A,I2=2A.检测时发现a点电势为0,b点电势为4V,则下列说法正确的是( )
A. 流过电流表的电流为1A,方向向右
B. 滑动变阻器的滑片置于中间位置时,图示部分的等效电阻为Ω
C. 向左移动滑动变阻器的滑片时接入电路中的电阻变小
D. 改变滑动变阻器的滑片的位置,不影响通过电阻R2的电流
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【题目】一正三角形导线框ABC(高度为a)从图示位置沿x轴正向匀速穿过两匀强磁场区域.两磁场区域磁感应强度大小均为B、方向相反、垂直于平面、宽度均为a.图乙反映感应电流I与线框移动距离x的关系,以逆时针方向为电流的正方向.图象正确的是( )
A. B. C. D.
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【题目】如图所示,光滑绝缘水平轨道上有三点A、B、C,A、C两点关于B点对称。在B点正上方h高度处的P点固定一个带电量为+Q的点电荷,P、A、C三点间距离相等。如果取无穷远处电势为零,则点电荷产生的电场在A点的电势为φ.现在A点置一可视为质点的物块并给其一个初速度v0,物块沿轨道向右运动到B点时速度大小为v,物块所带正电荷的电荷量为q且运动过程中电荷量不变,k为静电力常量,下列说法正确的是( )
A. 物块在C点的电势能为Qφ
B. 点电荷产生的电场在A点的电场强度大小为
C. 物块在B点时受到轨道的支持力大小为
D. 点电荷产生的电场在B点的电势为
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【题目】智能手机的普及使“低头族”应运而生。低头时,颈椎受到的压力会增大(当人体直立时,颈椎所承受的压力等于头部的重量)。现将人体头颈部简化为如图所示的模型:重心在头部的P点,在可绕O转动的颈椎OP(轻杆)的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下处于静止。当低头时,若颈椎与竖直方向的夹角为45°,PQ与竖直方向的夹角为53°,此时颈椎受到的压力与直立时颈椎受到压力的比值为(sin53°=0.8,cos53°=0.6)
A. 4B. 5C. 5D. 4
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【题目】如图,某质点沿直线运动的v-t图象为余弦曲线,从图中可以判断
A. 在0~ t1时间内,合力逐渐减小
B. 在0~ t 2时间内,合力做正功
C. 在t1~ t 2时间内,合力的功率先增大后减小
D. 在t 2~ t4时间内,合力做的总功为零
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