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题型:计算题
难度:压轴

(12分)如图(a)为一研究电磁感应的实验装置示意图,其中电流传感器(电阻不计)能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机,经计算机处理后在屏幕上同步显示出I-t图像。平行且足够长的光滑金属轨道的电阻忽略不计,导轨平面与水平方向夹角θ=30°。轨道上端连接一阻值R=1.0Ω的定值电阻,金属杆MN的电阻r=0.5Ω,质量m=0.2kg,杆长L=1m跨接在两导轨上。在轨道区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场,闭合开关s,让金属杆MN从图示位置由静止开始释放,其始终与轨道垂直且接触良好。此后计算机屏幕上显示出如图(b)所示的,I-t图像(g取10m/s2),求:

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(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小和在t=0.5s时电阻R的热功率;

(2)估算0~1.2s内通过电阻R的电荷量及在R上产生的焦耳热;

(3)若在2.0s时刻断开开关S,请定性分析金属杆MN 0~4.0s末的运动情况;并在图(c)中定性画出金属杆MN 0~4.0s末的速度随时间的变化图像。

 

题型:选择题
难度:简单

物理学的基本原理在生产、生活中有着广泛的应用,下列列举的四种电器中,利用了电磁感应的是

A.电饭煲             B.微波炉        C.电磁炉         D.白炽灯泡

 

题型:选择题
难度:中等

如图所示,一粗糙平行金属轨道平面与水平面成θ角,两导轨上端用一电阻R相连,该装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上。质量为m的金属杆ab,以初速度v0从轨道底端向上滑行,滑行到某一高度h后又返回到底端。若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好,轨道与金属杆的电阻均忽略不计,则下列说法正确的是(  )

A.上滑过程的时间比下滑过程短

B.上滑过程通过电阻R的电量比下滑过程多

C.上滑过程通过电阻R产生的热量比下滑过程少

D.在整个过程中损失的机械能等于装置产生的热量

 

题型:计算题
难度:困难

(10分)如图所示,一边长为a的正方形导线框内有一匀强磁场,磁场方向垂直于导线框所在平面向里,导线框的左端通过导线接一对水平放置的金属板,两板间的距离为d,板长l=3d。t=0时,磁场的磁感应强度从B0开始均匀增加,同时,在金属板的左侧有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v0沿两板间的中线向右射入两板间,恰好从下板的边缘射出,忽略粒子的重力作用。求:

(1)两板间的电势差;

(2)粒子从两板间离开瞬间,磁感应强度B的大小。

 

题型:选择题
难度:中等

如图所示,边长为L、不可形变的正方形导体框内有半径为r的圆形区域,其磁感应强度B随时间t的变化关系为B=kt(常量k>0)。回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0,滑动片P位于滑动变阻器中央,定值电阻R1=R0。闭合开关S,电压表的示数为U,不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势。则

A.R1两端的电压为

B.电容器的a极板带正电

C.滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍

D.正方形导线框中的感应电动势为kL2

 

题型:选择题
难度:中等

现代科学研究中常用到高速电子,电子感应加速器就是利用感生电场加速电子设备。电子感应加速器主要有上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化电流时,产生变化磁场,穿过真空盒所包围区域内磁通量也随时间变化,这时真空盒空间内就产生感应涡旋电场,电子将在涡旋电场作用下得到加速。如图所示(上图为侧视图、下图为真空室俯视图),若电子被“约束”在半径为R圆周上运动,当电磁铁绕组通有图中所示电流时

A.电子在轨道上逆时针运动

B.保持电流方向不变,当电流增大时,电子将加速

C.保持电流方向不变,当电流减小时,电子将加速

D.被加速时电子做圆周运动周期不变

 

题型:选择题
难度:中等

两根相距为L足够长金属弯角光滑导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边与水平面夹角为37°,质量均为m金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,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,方向竖直向上匀强磁场中,当ab杆在平行于水平导轨拉力F作用下以速度v沿导轨匀速运动时,cd杆恰好处于静止状态,重力加速度为g,以下说法正确

A.ab杆所受拉力F大小为mgtan37°       

B.回路中电流为

C.回路中电流总功率为mgvsin37°         

D.m与v大小关系为

 

题型:选择题
难度:中等

如图所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为370,宽度为0.5m,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1Ω。一导体棒MN垂直于导轨放置,质量为0.2kg,接入电路的电阻为1Ω,两端于导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为0.8T。将导体棒MN由静止释放,运动一端时间后,小灯泡稳定发光,此后导体棒MN的运动速度及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10m/s2,sin370=0.6)

A.2.5m/s,1W      

B.5m/s,1W

C.7.5m/s,9W       

D.15m/s,9W

 

题型:选择题
难度:中等

 

如图,在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、Ac和MN其中ab、ac在a点接触,构成“v”字型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀碰场。用力使MN向右匀速运动,从图示位置开始计时.运动中MN始终与bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线.可能正确的是

A.

B.

C.

D.

 

 

题型:选择题
难度:中等

 

北半球地磁场竖直分量向下.如图所示,在北京某中学实验室水平桌面上,放置边长为L正方形闭合导体线圈abcd,线圈ab边沿南北方向,ad边沿东西方向.下列说法中正确

A.若使线圈向东平动,则b点电势比a点电势低

B.若使线圈向北平动,则a点电势比b点电势低

C.若以ab为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a

D.若以ab为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为a→d→c→d→a

 

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