【題目】如圖所示,空間存在著一個范圍足夠大的豎直向下的勻強磁場,磁場的磁感強度大小為B;邊長為L的正方形金屬框abcd(簡稱方框)放在光滑的水平地面上,其外側(cè)套著一個與方框邊長相同的U型金屬框架MNPQ(僅有MNNQ、QP三條邊,簡稱U型框)U型框的M、P端的兩個觸點與方框接觸良好且無摩擦,其它地方?jīng)]有接觸。兩個金屬框每條邊的質(zhì)量均為m,每條邊的電阻均為r。

(1)若方框固定不動,U型框以速度v0垂直NQ邊向右勻速運動,當U型框的接觸點M、P端滑至方框的最右側(cè)時,如圖乙所示,求:U型框上NQ兩端的電勢差UNQ

(2)若方框不固定,給U型框垂直NQ邊向右的水平初速度v0,U型框恰好不能與方框分離求:方框最后的速度v1和此過程流過U型框上NQ邊的電量q;

(3)若方框不固定,給U型框垂直NQ邊向右的初速度v(v>v0),在U型框與方框分離后,經(jīng)過t時間,方框的最右側(cè)和U型框的最左側(cè)之間的距離為s。求:分離時U型框的速度大小v1和方框的速度大小v2。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

U型框向右做切割磁感線運動,由和由閉合電路歐姆定律求感應電流的大小和型框上NQ兩端的電勢差;當U型框向右運動過程,方框和U型框組成系統(tǒng)合外力為零,系統(tǒng)動量守恒,根據(jù)動量守恒定律求出方框最后的速度;對U型框,由動量定理和電流概念求出此過程流過U型框上NQ邊的電量;U型框和方框分離時系統(tǒng)動量守恒,根據(jù)題意列式求出分離時U型框的速度大小和方框的速度大小;

解:(1)由法拉第電磁感應定律得:

此時電路圖如圖

由串并聯(lián)電路規(guī)律

外電阻為:

由閉合電路歐姆定律得:

流過QN的電流:

所以:

(2)U型框向右運動過程,方框和U型框組成系統(tǒng)合外力為零,系統(tǒng)動量守恒

依題意得:方框和U型框最終速度相同,設最終速度大小為

解得:

U型框,由動量定理得:

由電流概念得:

解得:

(3)設:U型框和方框分離時速度分別為v1v2

系統(tǒng)動量守恒:

依題意得:

解方程可得:

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【題目】如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101,R1=10ΩR2=15 ΩC為電容器,電流傳感器與原線圈串聯(lián)。當開關S斷開時,傳感器測得的正弦交流電如圖乙所示,則

A. 電阻R1中交流電的頻率為5Hz

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A. α射線、β射線和γ射線是三種波長不同的電磁波

B. 一群處于n4能級的氫原子向低能級躍遷時能輻射出6種不同頻率的光子

C. 根據(jù)玻爾理論可知,氫原子核外電子躍遷過程中電子的電勢能和動能之和守恒

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B.電流表A(量程0.6A,內(nèi)阻約10)

C.電阻箱R1(0999.9)

D.定值電阻R2=200

E.定值電阻R3=100

F.滑動變阻器R4(010)

G.規(guī)格為“6V6W”的待測小電珠

H.電源E(電動勢約12V,內(nèi)阻較小)

I.開關、導線若干

(1)要完成本實驗,需要對電流表進行改裝,該同學首先采用了如圖甲所示的電路測量電流表內(nèi)阻。閉合開關S1,反復調(diào)節(jié)電阻箱R1的阻值,當R1=19.6時,發(fā)現(xiàn)閉合和斷開開關S2時電流表A的指針指示值相同,則電流表A的內(nèi)阻RA=___;若要將電流表A的量程由0.6A擴大至1.0A,則需在電流表A上并聯(lián)_____的電阻。

(2)圖乙是測量小電珠的電流隨電壓變化關系的實物電路,實驗要求小電珠兩端的電壓從0開始調(diào)節(jié),請你用筆畫線代替導線完成電路連接_______。

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【題目】某同學利用如圖甲所示電路測量量程為0~3 V的電壓表的內(nèi)阻(內(nèi)阻約幾千歐姆),可供選擇的器材有:

電阻箱R(最大阻值為999.9 Ω)

滑動變阻器R1(最大阻值為10 Ω);

滑動變阻器R2(最大阻值為6kΩ);

直流電源E(電動勢為4.5V);

開關1個,導線若干。

實驗步驟如下:

按圖甲所示連接好實驗電路;

將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0,并將滑動變阻器滑片移到圖甲中最左端;

閉合開關S,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表滿偏;

保持滑動變阻器滑片的位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱,使電壓表的示數(shù)為2.50 V,記下電阻箱的阻值。

回答下列問題:

1)實驗中應選擇滑動變阻器__.(選填R1R2

2)在圖乙中,完成步驟中的實物連線。

3)實驗步驟中記錄的電阻箱阻值為602.0 Ω ,則計算可得電壓表的內(nèi)阻

___Ω,此測量值比電壓表真實電阻______.(選填偏大偏小

4)如果此電壓表是由一個表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的,可推斷該表頭的滿偏電流為__mA(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。

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【題目】如圖所示,在傾角為θ的斜面上,固定有間距為l的平行金屬導軌,現(xiàn)在導軌上,垂直導軌放置一質(zhì)量為m的金屬棒ab,整個裝置處于垂直導軌平面斜向上的勻強磁場中,磁感應強度大小為B,導軌與電動勢為E,內(nèi)阻為r的電源連接,金屬棒ab與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ,μtanθ,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為g,金屬棒和導軌電阻不計,現(xiàn)閉合開關S,發(fā)現(xiàn)滑動變阻器接入電路阻值為0時,金屬棒不能靜止。

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C. 周期小于近地衛(wèi)星正常運行的周期

D. 加速度大于同步衛(wèi)星正常運行的加速度

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