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如图所示,在与水平方向成θ=30°角的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道...

如图所示,在与水平方向成θ=30°角的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道,其电阻可忽略不计.空间存在着匀强磁场,磁感应强度B=0.20T,方向垂直轨道平面向上.导体棒ab、cd垂直于轨道放置,且与金属轨道接触良好构成闭合回路,每根导体棒的质量m=2.0×10﹣2kg、电阻r=5.0×10﹣2Ω,金属轨道宽度l=0.50m.现对导体棒ab施加平行于轨道向上的拉力,使之沿轨道匀速向上运动.在导体棒ab运动过程中,导体棒cd始终能静止在轨道上.g取10m/s2,求:

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(1)导体棒cd受到的安培力大小;

(2)导体棒ab运动的速度大小;

(3)拉力对导体棒ab做功的功率.

 

(1)0.10A (2)1.0m/s (3)0.20W 【解析】 试题分析:(1)cd静止,则cd受力平衡,则分析其受力情况,由平衡关系可得出安培力的大小; (2)由安培力公式可求得电路中电流,则由闭合电路欧姆定律可得出电动势,再由E=BLV可求得cd的速度; (3)ab棒受力平衡,则由共点力平衡关系可求是拉力的大小,由P=Fv可求得拉力的功率. 【解析】 (1)导体棒cd静止时受力平衡,设所受安培力为F安, 则F安=mgsinθ=2×10﹣2×10×0.5=0.10 N (2)设导体棒ab的速度为v,产生的感应电动势为E,通过导体棒cd的感应电流为I, 则,F安=BIl 解得==1.0 m/s (3)设对导体棒ab的拉力为F,导体棒ab受力平衡,则F=F安+mgsinθ=0.20 N 拉力的功率P=Fv=0.10×2=0.20 W. 答:(1)导体棒cd受到的安培力大小为0.10A; (2)导体棒ab运动的速度大小为1.0m/s (3)拉力对导体棒ab做功的功率为0.20W. 【点评】本题为电磁感应与力学的结合,在解题中要重点做好受力分析及运动情景分析,用好共点力的平衡关系及牛顿第二定律等基本规律.  
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考点分析:
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一带电量大小为q,质量为m的小球,从水平面上a点以初速度v0竖直向上射入如图所示的水平方向匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,当地的重力加速度为g.求:

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(1)小球带正电还是负电;

(2)小球运动到离水平面竖直高度为h的b点时的速度大小;

(3)小球运动到离水平面竖直高度为h的b点时,小球所受的磁场力大小.

 

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如图所示,质量为m,电荷量为e的粒子从A点以v0的速度沿垂直电场线方向的直线AO方向射入匀强电场,由B点飞出电场是速度方向与AO方向成45°,已知AO的水平距离为d.(不计重力)

 

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求:(1)从A点到B点用的时间;

   (2)匀强电场的电场强度大小;

   (3)AB两点间电势差.

 

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某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下:

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(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1,由图可知其长度为      mm;

(2)用螺旋测微器测量其直径如图2,由图可知其直径为      mm;

(3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图3,则该电阻的阻值约为      Ω.

(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:

待测圆柱体电阻R

直流电源E(电动势4V,内阻不计)

电流表A1(量程0~4mA,内阻约50Ω)   电流表A2(量程0~10mA,内阻约30Ω)

电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ)   电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ)

滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)

滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A)

开关S     导线若干

为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在图4中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号.

 

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用如图甲所示的电路做“测定电池的电动势和内电阻”的实验,根据测得的数据做出了如图乙所示的U﹣I图象,由图可知测得的电池的电动势为      V,内电阻为      Ω.

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如图所示,间距为L的两根平等金属导轨变成“L”形,竖直导轨面与水平导轨面均足够长,整个装置处于竖直向上大小为B的匀强磁场中,质量均为m,阻值均为R的导体棒ab,cd均垂直于导轨放置,两导体棒与导轨间动摩擦因数均为μ,当导体棒cd在水平恒力作用下以速度v0沿水平导轨向右匀速运动时,释放导体棒ab,它在竖直导轨上匀加速下滑,某时刻将导体棒cd所受水平恒力撤去.经过一段时间,导体棒cd静止,此过程流经导体棒cd的电荷量为q(导体棒ab,cd与导轨间接触良好且接触点及金属导轨的电阻不计,已知重力加速度为g),则(  )

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A.导体棒cd受水平恒力作用时流经它的电流I=满分5 manfen5.com

B.导体棒ab匀加速下滑时的加速度大小a=g﹣满分5 manfen5.com

C.导体棒cd在水平恒力撤去后它的位移为s=满分5 manfen5.com

D.导体棒cd在水平恒力撤去后它产生的焦耳热为Q=满分5 manfen5.commv02满分5 manfen5.com

 

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