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竖直平面内有一半径为r、电阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环,在M、N处与距离...

竖直平面内有一半径为r、电阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环,在M、N处与距离为2r、电阻不计的平行光滑金属导轨ME、NF相接,E、F之间接有电阻R2,已知R1=12R,R2=4R.在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小均为B.现有质量为m、电阻不计的导体棒ab,从下图中半圆环的最高点A处由静止下落,在下落过程中导体棒始终保持水平,与半圆形金属环及轨道接触良好,设平行导轨足够长.已知导体棒下落r/2时的速度大小为v1,下落到MN处时的速度大小为v2.

求:(1)求导体棒ab从A处下落时的加速度大小

(2)若导体棒ab进入磁场后棒中电流大小始终不变,求磁场之间的距离h和R2上的电功率P2

(3)CD边界在某一位置时,导体棒ab进入磁场恰好能做匀速直线运动.将磁场的CD边界略微下移,已知此时导体棒ab刚进入磁场时的速度大小为v3,要使其在外力F作用下做匀加速直线运动,加速度大小为a,求所加外力F随时间变化的关系式.

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(1)a=g- ; (2); (3)F=t++ma-mg   【解析】 试题分析:(1)导体棒从A处下落时,由闭合电路的欧姆定律有: I= 式中:, 由牛顿第二定律有: 解得: a=g- (2)当导体棒通过磁场Ⅱ时,棒中电流大小始终不变,则需要安培力恰好等于重力,则有: 又:I= 式中 : R并==3R 导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动,则有: v-v=2gh 解得: h=- 又: R2上的电功率: 解得: (3)设导体棒ab进入磁场Ⅱ后经过时间t的速度大小为,此时安培力大小为:F′= 由于导体棒ab做匀加速直线运动,则有:vt′=v3+at 根据牛顿第二定律有:F+mg-F′=ma 解得: F=t++ma-mg 考点:导体切割磁感线时的感应电动势;电功、电功率;安培力 【名师点睛】本题考查了关于电磁感应的复杂问题,对于这类问题一定要做好电流、安培力、运动情况、功能关系这四个方面的问题分析。  
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考点分析:
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如下图甲所示,长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝数为n,总电阻为r,可绕其竖直中心轴O1O2转动.线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D焊接在一起,并通过电刷和定值电阻R相连.线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场,磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如下图乙所示,其中B0、B1和t1均为已知.在0--t1的时间内,线框保持静止,且线框平面和磁场垂直;t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动.

求:(1)0--t1时间内通过电阻R的电流大小;

(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量;

(3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电.

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发电机输出功率为100kW,输出电压是250V,用户需要的电压是220V,输电线电阻为10Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%.

求:在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比.

 

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下面为某同学用单摆测量当地的重力加速度实验部分操作.

(1)为了比较准确地测量出当地的重力加速度值,应选用下列所给器材中的哪些?将所选用的器材的字母填在题后的横线上.

A.长1m左右的细绳           B.长30m左右的细绳

C.直径2 cm的铅球           D.直径2cm的木球

E.秒表                      F.时钟

F.最小刻度是厘米的刻度尺    H.最小刻度是毫米的刻度尺

所选择的器材是__________________________________.

(2)用游标卡尺测量小钢球直径,数如图所示,读数为___________mm.

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(3)测出单摆偏角小于5°时完成n次全振动的时间为t,用毫米刻度尺测得摆线长为L,游标卡尺测得摆球直径为d .用上述测得的量写出测量重力加速度的一般表达式:g=_____     _

(4)他测得的g值偏小,可能原因是

A.计算时将L成摆长           B.测摆线长时摆线拉得过紧

C.开始计时时,秒表过迟按下       D.实验中误将30次全振动计为29次

(5)该同学测出不同摆长时对应的周期T,作出T 2-L图线,如图所示,再利用图线上任两点A、B的坐标(x1y1)、(x2y2),可求得g=              .若该同学测摆长时漏加了小球半径,而其它测量、计算均无误,也不考虑实验误差,则用上述T 2-L图线法算得的g值和真实值相比是               的(选填“偏大”、“偏小”或“不变”).

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如图所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时

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A.P、Q将相互靠拢

B.P、Q将相互远离

C.磁铁的加速度仍为g

D.磁铁的加速度小于g

 

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两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面.质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直,接触良好,形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ,导轨电阻不计,回路总电阻为2R整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中.当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时,cd杆也正好以速率v2向下匀速运动.重力加速度为g,则下列说法正确的是

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A.cd杆所受摩擦力为零

B.ab杆所受拉力F的大小为 满分5 manfen5.com

C.回路中的电流为 满分5 manfen5.com

D.μ与v1大小的关系为 满分5 manfen5.com

 

 

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