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如图甲所示,空间存在一有界匀强磁场,磁场的左边界如虚线所示,虚线右侧足够大区域存...

如图甲所示,空间存在一有界匀强磁场,磁场的左边界如虚线所示,虚线右侧足够大区域存在磁场,磁场方向竖直向下.在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框,ab边长为l=0.2m,线框质量m=0.1kg、电阻R=0.1Ω,在水平向右的外力F作用下,以初速度v0=1m/s匀加速进入磁场,外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示.以线框右边刚进入磁场时开始计时,求:

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(1)匀强磁场的磁感应强度B

(2)线框进入磁场的过程中,通过线框的电荷量q;

(3)若线框进入磁场过程中F做功为WF=0.27J,求在此过程中线框产生的焦耳热Q.

 

(1)0.5T. (2)0.75C; (3)0.12J 【解析】 试题分析:(1)应用安培力公式求出安培力,由图示图象求出拉力,由牛顿第二定律求出加速度,然后求出磁感应强度. (2)由运动学公式求出线框的位移,由法拉第电磁感应定律求出感应电动势,由欧姆定律求出电流,由电流的定义式求出电荷量. (3)由能量守恒定律求出产生的焦耳热. 【解析】 (1)由F﹣t图象可知,当线框全部进入磁场后, F=0.2N时,线框的加速度:a===2m/s2, 0时刻线框所受的安培力:F安培=BIL=, 由图示图象可知:F=0.3N, 由牛顿第二定律得:F﹣F安培=ma, 代入数据解得:B=0.5T; (2)线框进入磁场过程通过截面电量:q=I△t, 由法拉第电磁感应定律得E==, 由闭合电路欧姆定律得:I=, 解得,电荷量:q=, 由匀变速直线运动得:x=v0t+at2, 代入数据解得:x=0.75m,q=0.75C; (3)线框进入磁场过程,由能量守恒定律: WF=Q+mvt2﹣mv02,代入数据解得:Q=0.12J; 答:(1)匀强磁场的磁感应强度B为0.5T. (2)线框进入磁场的过程中,通过线框的电荷量q为0.75C; (3)在此过程中线框产生的焦耳热Q为0.12J. 【点评】本题考查了求磁感应强度、电荷量与焦耳热,分析清楚线框的运动过程,应用安培力公式、牛顿第二定律、运动学公式、法拉第电磁感应定律、能量守恒定律即可正确解题.  
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考点分析:
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如图甲所示,一个可视为质点的质量m=2kg的物块,在粗糙水平面上滑行,经过A点时物块速度为v0=12m/s,同时对其施加一与运动方向相反的恒力F,此后物块速度随时间变化的规律如图乙所示,取g=10m/s2.求:

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(1)物块与水平面之间的动摩擦因数μ和所施加的恒力F大小;

(2)从施加恒力F开始,物块再次回到A点时的速度大小.

 

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某科技小组要测量一未知电阻Rx的阻值,实验室提供了下列器材:

A.待测电阻Rx

B.电池组(电动势3V,内阻约5Ω)

C.电压表(量程3V,内阻约3 000Ω)

D.电流表(量程5mA,内阻约10Ω)

E.滑动变阻器(最大阻值50Ω,额定电流1.0A)

F.开关、导线若干

该小组使用完全相同的器材用不同的测量电路(电流表内接或外接)进行测量,并将其测量数据绘成U一I图象,如图甲和图乙所示.

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①由测量结果判定      图测量结果较为准确,其测量值Rx=      Ω(结果保留三位有效数字),Rx的测量值      真实值(选填“大于”“等于”或“小于”).

②请把正确的测量电路图画在图丙方框内.

 

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为了测量木块与木板间动摩擦因数μ,某小组使用位移传感器设计了如图甲所示实验装置,让木块从倾斜木板上一点A由静止释放,位移传感器可以测出木块到传感器的距离.位移传感器连接计算机,描绘出木块相对传感器的位移S随时间t变化规律,如图所示.

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(1)根据上述图线,计算0.4s时木块的速度v=      m/s,木块加速度a=      m/s2

(2)为了测定动摩擦因数μ,还需要测量的量是      ;(已知当地的重力加速度g);

(3)为了提高木块与木板间动摩擦因数μ的测量精度,下列措施可行的是      (单选)

A.A点与传感器距离适当大些

B.木板的倾角越大越好

C.选择体积较大的空心木块

D.传感器开始计时的时刻必须是木块从A点释放的时刻.

 

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如图所示,平行金属导轨宽度为L=0.6m,与水平面间的倾角为θ=37°,导轨电阻不计,底端接有阻值为R=3Ω的定值电阻,磁感应强度为B=1T的匀强磁场垂直向上穿过导轨平面.有一质量为m=0.2kg,长也为L的导体棒始终与导轨垂直且接触良好,导体棒的电阻为Ro=1Ω,它与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.3.现让导体棒从导轨底部以平行斜面的速度vo=10m/s向上滑行,上滑的最大距离为s=4m.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2),以下说法正确的是(  )

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A.把运动导体棒视为电源,最大输出功率6.75W

B.导体棒最后可以下滑到导轨底部,克服摩擦力做的总功为10.0J

C.当导体棒向上滑d=2m时,速度为7.07m/s

D.导体棒上滑的整个过程中,在定值电阻R上产生的焦耳热为2.46J

 

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如图甲所示,为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系,将某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上推出,调节斜面与水平方向的夹角θ,实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示,g取10m/s2,根据图象可求出(  )

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A.物体的初速率v0=3m/s

B.物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.75

C.取不同的倾角θ,物体在斜面上能达到的位移x的最小值xmin=1.44m

D.当某次θ=30°时,物体达到最大位移后将沿斜面下滑

 

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试题属性

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