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如图,ab和cd为质量m=0.1kg、长度L=0.5m、电阻R=0.3Ω的两相同...

如图,ab和cd为质量m=01kg、长度L=05m、电阻R=03Ω的两相同金属棒,ab放在半径分别为r1=05m和r2=1m的水平同心圆环导轨上,导轨处在磁感应强度为B=02T竖直向上的匀强磁场中;cd跨放在间距也为L=05m、倾角为的光滑平行导轨上,导轨处于磁感应强度也为B=02T方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。四条导轨由导线连接并与两导体棒组成闭合电路,除导体棒电阻外其余电阻均不计。ab在外力作用下沿圆环导轨匀速转动,使cd在倾斜导轨上保持静止。ab与两圆环导轨间的动摩擦因数均为05,重力加速度为g=10m/s2。求:

(1)从上向下看ab应沿顺时针还是逆时针方向转动?

(2)ab转动的角速度大小;

(3)作用在ab上的外力的功率。

 

(1)顺时针方向转动(2)40 rad/s(3)30W 【解析】 试题分析:(1)从上往下看,ab应沿顺时针方向转动 (2)对cd进行受力分析可知:mgsinθ=BIL 代入数据可得:流过ab和cd的电流I==A=5A 根据闭合电路欧姆定律,ab产生的感应电动势E=I×(2R)=5×2×0.3V=3V Ab切割磁感线产生感应电动势E=BLV 所以E=BL×代入数据可得:E= 所以:ω= 40 rad/s (3)从能量转化和守恒的角度看,作用在ab棒上的外力对ab棒做功的功率,在数值上应等于ab棒克服摩擦力做功的功率与回路产生的电功率之和: 所以:P=fava+fbvb+IE. 其中:fa=fb= va=ωr1=40×0.5m/s=20m/s vb=ωr2=40×1.0m/s=40m/s 所以P=0.25×20 W +0.25×40 W +5×3 W =30 W 考点:法拉第电磁感应定律;能量守恒定律 【名师点睛】本题是电磁感应中的能量问题,解题时要知道转动切割磁感线时感应电动势的表达式,分析在整个电路中的能量转化关系,综合运用电磁磁学知识和能量守恒知识解答.  
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考点分析:
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如图所示,半径为R的四分之一圆轨道OA与水平桌面AB相切,圆轨道光滑绝缘。一质量为m、电荷量+q的滑块从距水平桌面高为处的圆弧面上静止滑下,最后停在C点。在绝缘桌面MN间存在垂直于水平面的匀强电场。已知滑块经过AMNC时间相同,AMMN3NC3,重力加速度为g,滑块与桌面间摩擦因数为。试求:

1)滑块刚滑到圆弧末端A点时对轨道压力

2)判断在MN中物体的运动情况,并求出匀强电场电场强度

3)若仅改变电场区域MN与圆轨道间的距离,并耍求滑块能穿过电场区域,求滑块在桌面滑行的最短时间。

 

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兴趣小组的同学将一个光伏电池(俗称太阳能电池)在正常光照环境下给标有“”的小灯泡供电,发现灯泡并不发光,检查灯泡、线路均没有故障。甲、乙同学对此现象的原因进行了猜想与分析后,均认为电池内阻可能太大。为了验证猜想,甲同学用欧姆表直接连接电池的两极,欧姆表的示数为;乙同学则先将灵敏电流表(内电阻可忽略)单独连接电池的两极,测得电流为,后将电压表(内电阻约数十)单独连接电池的两极,测得电压为,再计算

1根据甲、乙两同学的测量所得数值判断,此光伏电池的内阻大小应(  

A略大于

B

C略小于

D

E小于

2你若是兴趣小组中的一员,为测定光伏电池的电动势和内阻,在上述甲、乙两同学测量结果的基础上,请设计一个合理且具备操作性的实验电路图。提供的实验器材有:

A电流表(量程为,内电阻

B灵敏电流表(量程为,内电阻

C灵敏电流表(量程为,内电阻

D.滑动变阻器(最大阻值约

E滑动变阻器(最大阻值约

F.电阻箱

G.导线若干、开关

在下面虚线框中画出实验电路图,所需的相应器件是

3)作图法是常用的实验数据处理手段,在直角坐标系中对数轴赋予适当的物理量,就有可能拟合成直线形式的实验图线。在(2)小题你所设计的方案中,若能拟合出直线状的实验图线,轴应赋予的物理量是    轴应赋予的物理量是    ;物理量“内电阻”将直接出现在直线的    上(填“斜率”或“数轴截距”或“斜率和数轴截距”)

 

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如图1,三个实验场景ABC分别是某同学按照课本中的要求所做的 探究加速度与力、质量的关系实验、探究功与速度变化的关系实验、验证机械能守恒定律实验。该同学正确操作获得了一系列纸带,但由于忘了标记,需要逐一对应分析。图2是该同学在实验中获得的一条纸带,图中纸带上各点是打点计时器连续打下的点。已知所用打点计时器频率为50Hz,完成以下问题。

1)由图2纸带可求出加速度大小为   m/s2(保留二位有效数字),该纸带所对应的实验场景是__(填ABC),其理由是     

2)选用场景C的装置来验证机械能守恒定律的实验中,下列说法正确的是  

A.应选择下端带橡胶垫的重物

B.本实验不能使用电火花计时器

C.本实验必须选用打第12两个点之间的距离为2mm的纸带

D.根据v="g" t计算重物在t时刻的速度从而获得动能

3)三个实验都用到了纸带,场景B中通过纸带以获取    

 

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如图所示,同一竖直平面内固定着绝缘细杆ABCD,长均为,两杆间竖直距离为hBD两端与光滑绝缘的半圆形细杆相连,半圆形细杆与ABCD在同一竖直平面内,OADBC连线的交点。在O点固定一电荷量为Q的正点电荷,质量为m、电荷量为q的带负电的小球,穿在细杆上,从A端以一定的初速度出发,沿杆滑动恰能到达C点。已知小球与两水平杆间的动摩擦因数为μ,小球所受库仑力始终小于重力,不计小球带电对点电荷Q电场的影响。则小球从A点到C点的运动过程中,下列说法正确的是

A. 点电荷QAC两点产生的电场强度相同

B. 小球运动到O点正下方时,受到的摩擦力最小,其值为μmg-

C. B点到D点的运动过程中电场力对小球先做正功后做负功

D. 小球的初速度大小为

 

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如图所示,半径R05 m圆弧接收屏位于电场强度方向竖直向下的匀强电场中,OB水平,一质量为m104kg、带电荷量为q80×105C的粒子从与圆弧圆心O等高且距O03 mA点以初速度v03 m/s水平射出,粒子重力不计,粒子恰好能垂直打到圆弧曲面上的C点(图中未画出),取C点电势φ0,则

A. 该匀强电场的电场强度E100 V/m

B. 粒子在A点的电势能为8×105J

C. 粒子到达C点的速度大小为5 m/s

D. 粒子速率为4 m/s时的电势能为45×104J

 

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试题属性

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