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如图,两条间距L=0.5m且足够长的平行光滑金属直导轨,与水平地面成30°角固定...

如图,两条间距L=0.5m且足够长的平行光滑金属直导轨,与水平地面成30°角固定放置,磁感应强度B=0.4T的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上,质量的金属棒abcd垂直导轨放在导轨上,两金属棒的总电阻r=0.2Ω,导轨电阻不计。ab在沿导轨所在斜面向上的外力F作用下,沿该斜面以的恒定速度向上运动。某时刻释放cd cd向下运动,经过一段时间其速度达到最大。已知重力加速度g=10m/s2,求在cd速度最大时,

(1)abcd回路的电流强度I以及F的大小;

(2)abcd回路磁通量的变化率以及cd的速率。

 

(1) I=5A ,F=1.5N (2) , 【解析】(1)以cd为研究对象,当cd速度达到最大值时,有: ① 代入数据,得: I=5A 由于两棒均沿斜面方向做匀速运动,可将两棒看作整体,作用在ab上的外力: ② (或对ab: ) 代入数据,得: F=1.5N (2) 设cd达到最大速度时abcd回路产生的感应电动势为E,根据法拉第电磁感应定律,有: ③ 由闭合电路欧姆定律,有: ④ 联立③④并代入数据,得: =1.0Wb/s 设cd的最大速度为vm,cd达到最大速度后的一小段时间内, abcd回路磁通量的变化量: ⑤ 回路磁通量的变化率: ⑥ 联立⑤⑥并代入数据,得: m/s 点睛:本题是电磁感应中的力学问题,综合运用电磁学知识和力平衡知识;分析清楚金属棒的运动过程与运动性质是解题的前提,应用平衡条件、欧姆定律即可解题.  
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考点分析:
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为测量某金属丝的电阻率,某同学设计了如图a所示的实验电路。请完成下列实验相关内容:

(1)为粗测金属丝的总电阻值,该同学用如图b所示的多用电表在连接好的电路上进行测量:

①机械调零后将选择开关拨到“×1Ω”挡;

②将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使_________________________________

__________________________________________,将红表笔接在P,黑表笔接在Q,多用电表指针指示如图c,则金属丝总电阻值________

(2)用螺旋测微器测金属丝直径,示数如图d所示,则金属丝直径d= _______mm

(3)闭合开关S,保持电流表示数不变,改变并记录电阻箱的阻值R和对应接入电路中电阻丝长度L的数据。在R-L图线上描点连线作出RL的图线如图e

(4)根据测得金属丝的直径dR-L图线,求得金属丝的电阻率__________。(计算结果保留三位有效数字)

 

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打点计时器接在50Hz的交流电源上时,每隔_______s打一个点。做匀变速直线运动的小车拖动纸带穿过打点计时器,纸带上记录的点如图,ABCDE5个计数点,相邻两计数点间有4个点没标出。已知纸带与A点相近的一端跟小车相连,由此可知,小车的加速度大小为_______m/s2,方向与小车运动方向___________(填相同相反);打C点时,小车的瞬时速度________m/s。(计算结果均保留三位有效数字)

 

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如图,倾角为30°的自动扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.4m/s的恒定速率向斜上方运动,电动机的最大输出功率为4.9kW,空载时电动机中的电流为5A,若载人时扶梯的运动速率和空载时相同。设所载人的平均质量为60kg,重力加速度g=10m/s2。不计一切损耗,则扶梯匀速运动过程中

A. 站在扶梯上的人不受摩擦力作用

B. 扶梯可同时乘载的最多人数为25人

C. 扶梯可同时乘载的最多人数为40人

D. 无论空载、承载或满载,电动机的输出功率均为4.9kW

 

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如图, ab两个带电小球分别用绝缘细线系住,并悬挂在O点,当两小球处于静止时,它们恰好在同一水平面上,此时两细线与竖直方向夹角。若同时剪断两细线,在下落过程中

A. 两球始终处在同一水平面上

B. ab两球系统的电势能增大

C. 任一时刻,a球速率小于b球速率

D. a球水平位移始终大于b球水平位移

 

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在同一平面内有①③三根等间距平行放置的长直导线,通入的电流强度分别为1A2A1A②的电流方向为且受到安培力的合力方向水平向右,则

A. ①的电流方向为

B. ③的电流方向为

C. ①受到安培力的合力方向水平向左

D. ③受到安培力的合力方向水平向左

 

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