【題目】如圖所示,傾斜角θ=30°的光滑傾斜導體軌道(足夠長)與光滑水平導體軌道連接.軌道寬度均為L=1m,電阻忽略不計.勻強磁場I僅分布在水平軌道平面所在區(qū)域,方向水平向右,大小B1=1T;勻強磁場II僅分布在傾斜軌道平面所在區(qū)域,方向垂直于傾斜軌道平面向下,大小B2=1T.現(xiàn)將兩質(zhì)量均為m=0.2kg,電阻均為R=0.5Ω的相同導體棒ab和cd,垂直于軌道分別置于水平軌道上和傾斜軌道上,并同時由靜止釋放.取g=10m/s2.
(1)求導體棒cd沿斜軌道下滑的最大速度的大;
(2)若已知從開始運動到cd棒達到最大速度的過程中,ab棒產(chǎn)生的焦耳熱Q=0.45J,求該過程中通過cd棒橫截面的電荷量;
(3)若已知cd棒開始運動時距水平軌道高度h=10m,cd棒由靜止釋放后,為使cd棒中無感應電流,可讓磁場Ⅱ的磁感應強度隨時間變化,將cd棒開始運動的時刻記為t=0,此時磁場Ⅱ的磁感應強度為B0=1T,試求cd棒在傾斜軌道上下滑的這段時間內(nèi),磁場Ⅱ的磁感應強度B隨時間t變化的關系式.
【答案】(1);(2);(3)。
【解析】
試題分析:(1)做出側(cè)視平面圖,cd棒加速下滑,安培力逐漸增大,加速度逐漸減小,加速度減小到零時速度增大到最大,此時cd棒所受合力為零,此后cd棒勻速下滑。對cd棒受力分析,如圖所示。
沿導軌方向有
感應電動勢
感應電流
安培力
得最大速度
(2)設cd棒下滑距離為x時,ab棒產(chǎn)生的焦耳熱Q,此時回路中總焦耳熱為2Q。
根據(jù)能量守恒定律,有
解得下滑距離
根據(jù)法拉第電磁感應定律,感應電動勢平均值
感應電流平均值
通過cd棒橫截面的電荷量
(3)若回路中沒有感應電流,則cd棒勻加速下滑,加速度為
初始狀態(tài)回路中磁通量
一段時間后,cd棒下滑距離
此時回路中磁通量
回路中沒有感應電流,則,即
由上可得磁感應強度
代入數(shù)據(jù)得,磁感應強度B隨時間t變化的關系式為
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【題目】在“測定金屬絲的電阻率”實驗中,所用的測量儀器均已校準。待測金屬絲接入電路部分的長度約為50 cm。
(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,某一次測量結(jié)果(接近多次測量的平均值)如圖1所示,其讀數(shù)為_________mm。
(2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx的阻值(約為15 Ω),實驗室提供了如下器材:
A.電池組E(電動勢為3 V,內(nèi)阻約為1 Ω)
B.電流表A1(量程為0~0.6 A,內(nèi)阻約為0.5 Ω)
C.電流表A2(量程為0~3 A,內(nèi)阻為0.02 Ω)
D.電壓表V1(量程為0~3 V,內(nèi)阻約為5 kΩ)
E.電壓表V2(量程為0~15 V,內(nèi)阻為15 kΩ)
F.電阻箱R(阻值范圍為0~99.99 Ω,額定電流為1 A)
G.開關S,導線若干
為使測量盡可能準確,電流表應選用_______,電壓表應選用_______;(填器材前的字母標號)應采用下面給出的________電路進行測量。
(3)根據(jù)記錄的電阻箱阻值R及對應電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U,在坐標紙上作–圖象如圖2所示,根據(jù)圖象可得金屬絲的電阻Rx=_______Ω(保留兩位有效數(shù)字)。
(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算金屬絲的電阻率約為_______填選項前的字母標號)。
A. B. C. D.
(5)關于本實驗的誤差,下列說法中正確的是______
A.用螺旋測微器測量金屬絲的直徑時,由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差
B.由電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差
C.若將電流表和電壓表內(nèi)阻計算在內(nèi),可以消除由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差
D.用–圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲的電阻可以減小偶然誤差
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【題目】如圖所示,均勻金屬圓環(huán)的總電阻為2R,磁感應強度為B的勻強磁場垂直地穿過圓環(huán)。金屬桿OM的長為l,電阻為,M端與環(huán)緊密接觸,金屬桿OM繞過圓心的轉(zhuǎn)軸O以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動。電阻R的一端用導線和環(huán)上的A點連接,另一端和金屬桿的轉(zhuǎn)軸O處的端點相連接。下列正確的是
A. 通過電阻R的電流的最大值為
B. 通過電阻R的電流的最小值為
C. OM中產(chǎn)生的感應電動勢恒為
D. 通過電阻R的電流恒為
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【題目】如圖所示,物體沿弧形軌道滑下后進入順時針勻速轉(zhuǎn)動的水平傳送帶上,并從右端滑出,則傳送帶對物體做功的情況不可能是( )
A. 始終不做功 B. C. 始終做負功 D. 先做正功后做負功
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【題目】在如圖所示的電路中,R1、R2、R3和R4皆為定值電阻,R5為可變電阻,電源的電動勢為E、內(nèi)阻為r.設電流表A的讀數(shù)為I,電壓表V的讀數(shù)為U,當R5的滑動觸點向圖中的a端移動時( )
A. I變小
B. I變大
C. U變大
D. U變小
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【題目】如圖,板間距為d、板長為4d的水平金屬板A和B上下正對放置,并接在電源上,F(xiàn)有一電荷量為q、質(zhì)量為m帶電的質(zhì)點沿兩板中心線以某一速度水平射入,兩板間加上某一恒定電壓,如果A接負時,該質(zhì)點就沿兩板中心線射出;如果A接正時,該質(zhì)點就射到B板距左端為d的C處。取重力加速度為g,不計空氣阻力。
(1)求該恒定電壓U0大。
(2)求質(zhì)點射入兩板時的速度v0;
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【題目】如圖所示,光滑、足夠長的平行金屬導軌MN、PQ的間距為l,所在平面與水平面成θ角,處于磁感應強度為B、方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中。兩導軌的一端接有阻值為R的電阻。質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒ab垂直放置于導軌上,且m由一根輕繩通過一個定滑輪與質(zhì)量為M的靜止物塊相連,物塊被釋放后,拉動金屬棒ab加速運動H距離后,金屬棒以速度v勻速運動。求:(導軌電阻不計)
(1)金屬棒αb以速度v勻速運動時兩端的電勢差Uab;
(2)物塊運動H距離過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱QR。
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【題目】如圖所示,A、B為兩塊平行金屬板,A板帶正電荷、B板帶負電荷.兩板之間存在著勻強電場,兩板間距為d、電勢差為U,在B板上開有兩個間距為L的小孔.C、D為兩塊同心半圓形金屬板,圓心都在貼近B板的O′處,C帶正電、D帶負電.兩板間的距離很近,兩板末端的中心線正對著B板上的小孔,兩板間的電場強度可認為大小處處相等,方向都指向O′.半圓形金屬板兩端與B板的間隙可忽略不計.現(xiàn)從正對B板小孔緊靠A板的O處由靜止釋放一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的微粒(微粒的重力不計),問:
(1)微粒穿過B板小孔時的速度多大?
(2)為了使微粒能在C、D板間運動而不碰板,C、D板間的電場強度大小應滿足什么條件?
(3)從釋放微粒開始,經(jīng)過多長時間微粒通過半圓形金屬板間的最低點P點?
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【題目】如圖所示為某質(zhì)點做直線運動的v﹣t圖象,關于這個質(zhì)點在0﹣4s內(nèi)的運動情況,下列說法中正確的是( 。
A. 質(zhì)點的速度方向不變 B. 質(zhì)點的加速度方向不變
C. 2s末質(zhì)點離出發(fā)點最遠 D. 2s時質(zhì)點所受合力改變方向
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