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如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L=1m,导轨平面与水平面...

如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L=1m,导轨平面与水平面夹角α=300,导轨电阻不计。磁感应强度为B1=2T的匀强磁场垂直导轨平面向上,长为L=1m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m1=2kg、电阻为R1=1Ω。两金属导轨的上端连接右侧电路,电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板,两板间的距离和板长均为d=0.5m,定值电阻为R2=3Ω,现闭合开关S并将金属棒由静止释放,重力加速度为g=10m/s2,试求:

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(1)金属棒下滑的最大速度为多大?

(2)当金属棒下滑达到稳定状态时,R2消耗的电功率P为多少?

(3)当金属棒稳定下滑时,在水平放置的平行金属间加一垂直于纸面向里的匀强磁场B2=1.5T,在下板的右端且非常靠近下板的位置有一质量为m2=6×10―4kg、带电量为q=-2×10-4C的液滴以初速度v水平向左射入两板间,该液滴可视为质点。要使带电粒子能从金属板间射出,初速度v应满足什么条件?(不计空气阻力)

 

(1)10m/s(2)75W(3)v ≥v1 或 v≤v2 【解析】 试题分析:(1)当金属棒匀速下滑时速度最大,设最大速度为vm, 达到最大时则有 F安=B1IL m1gsinα=F安 则 所以解得最大速度vm=10m/s (2)整个电路消耗的电功率等于安培力的功率P=m1gsinαvm 带入数据得P总=100W 电阻R2消耗的功率P=3/4P总=75W (3)金属棒下滑稳定时,两板间电压U=IR2=15V 因为液滴在两板间有 所以该液滴在两平行金属板间做匀速圆周运动, 得 当液滴恰从上板左端边缘射出时:v1=0.25m/s 当液滴恰从上板右侧边缘射出时:v2=0.125m/s 初速度v应满足的条件是: v ≥v1 或 v≤v2 考点:电磁感应现象;带电粒子在复合场中的运动 【名师点睛】此题是电磁感应及带电粒子在复合场中运动的综合题目;解答这类问题的关键是通过受力分析,正确分析安培力的变化情况,找出最大速度的运动特征.电磁感应与电路结合的题目,要明确电路的结构解决问题;熟练掌握处理匀速圆周运动的基本方法.  
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考点分析:
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如图所示,线圈的面积是0.05 m2,共100匝,线圈电阻为r = 1 Ω,外接电阻R = 9 Ω,匀强磁场的磁感应强度B =满分5 manfen5.comT,当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时,求:

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(1)若从中性面开始计时,写出线圈磁通量变化率的瞬时表达式.

(2)电路中电压表和电流表的示数各是多少?

(3)由图示位置转过60°角的过程产生的平均感应电动势为多少?

 

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在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示。它们是:电流计、直流电源、带铁芯的线圈A、线圈B、电键、滑动变阻器(用来控制电流以改变磁场强弱)。

1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)。满分5 manfen5.com

(2)若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上,而在电键刚闭合时电流表指针右偏,则电键闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时,电流计指针将______(填序号①“左偏”、 ②“右偏”、 ③“不偏”)。

(3)将线圈A中的铁芯快速抽出,电流计指针将________(填序号①“左偏”、 ②“右偏”、③“不偏”)

 

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有一待测的电阻器Rx ,甲乙两同学分别采用了不同的方法进行测量(1)甲同学直接用多用电表测其电阻.用已经调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测量,发现指针偏转角度太大,这时应将选择旋钮指向欧姆挡“________”位置,调零后测量,其表盘及指针所指位置如图所示,则此段电阻丝的电阻为_______Ω.

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(2)乙同学则利用实验室里下列器材进行了测量:

电压表V(量程0~5V,内电阻约10kΩ)

电流表A1(量程0~500mA,内电阻约20Ω)

电流表A2(量程0~300mA,内电阻约4Ω)

滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω,额定电流为2A)

滑动变阻器R2(最大阻值为250Ω,额定电流为0.1A)

直流电源E(电动势为4.5V,内电阻约为0.5Ω)

电键及若干导线

为了精确画出IU图线.他设想电表读数从零开始变化,以便多测出几组电流、电压值,故电流表应选用___ __,滑动变阻器选用______(选填器材代号),利用选择的器材,请你在方框内画出理想的实验电路图,并标注实验器材的编号.

 

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如图所示,平行金属导轨与水平面间的倾角为θ,导轨电阻不计,与阻值为R的定值电阻相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度为B。有一质量为m、长为L的导体棒从ab位置获得平行于斜面的、大小为v的初速度向上运动,最远到达a′b′的位置,滑行的距离为s,导体棒的电阻也为R,与导轨之间的动摩擦因数为μ。则(    )

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A.上滑过程中导体棒受到的最大安培力为满分5 manfen5.com

B.上滑过程中电流做功发出的热量为满分5 manfen5.commv2-mgssin θ

C.上滑过程中导体棒克服安培力做的功为满分5 manfen5.commv2

D.上滑过程中导体棒损失的机械能为满分5 manfen5.commv2-mgssin θ

 

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如图所示,MN右侧有一正三角形匀强磁场区域(边缘磁场忽略不计),上边界与MN垂直。现有一与磁场边界完全相同的三角形导体框,从MN左侧垂直于MN匀速向右运动.导体框穿过磁场过程中所受安培力F的大小随时间变化的图象以及感应电流i随时间变化的图象正确的是(取逆时针电流为正)(       )

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