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如图所示,在倾角为θ=30°的光滑绝缘斜面abcd上有一垂直斜面向上的匀强磁场,...

如图所示,在倾角为θ=30°的光滑绝缘斜面abcd上有一垂直斜面向上的匀强磁场,磁场的上下有边界且与斜面底边cd平行,虚线为磁场的边界线.在斜面上有一个质量为m=0.2kg、电阻为R=0.27Ω、边长为L=60cm的正方形金属线框,相距s=90cm.将线框从静止开始释放,沿斜面滑下,线框底边始终与斜面底边平行.若线框刚进入磁场时,恰好能做匀速运动.求:

(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小;

(2)若线框的下边从进入磁场开始到离开磁场的时间为t=0.6s,磁场区域的宽度l为多少?

(3)若线框上边框穿出磁场前也已匀速运动,则线框在穿过磁场的整个过程中能产生多少的焦耳热.(重力加速度g=10m/s2

 

(1)(2) (3) 【解析】(1)线框进入磁场前沿斜面向下做匀加速直线运动,设底边刚进磁场时的速度为v,则 由动能定理得 mv2=mgssinθ 得 v=3m/s 线框底边切割磁感线产生的感应电动势 E=BLv=IR 画出线框受力的侧视图如图所示.匀速运动,有:mgsinθ=BIL 联立解得:B=0.5T (2)线框完全进入磁场后,磁通量不变,没有感应电流产生,线框不受安培力,而做匀加速运动,加速度为a=gsinθ=5m/s2 匀速运动的时间 t1==0.2s 匀加速运动的时间为:t2=t-t1=0.4s 匀加速运动的距离为:x=υt2+at22=1.6m 磁场区域的宽度 l=L+x=2.2m (3)上边框穿出磁场前也已匀速运动,则穿出磁场的速度仍为 v=3m/s 根据能量守恒可得 Q=mg(S+l+L)sinθ-mv2=2.8J  
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如图所示,一个直流电动机的内电阻为r=2Ω,与R=10Ω的电阻串联接在线圈上,已知线圈面积为,共10匝,线圈的电阻不计,线圈在B=T的匀强磁场中绕OO′以转速n=3600r/min匀速转动时,在合上开关S后电动机正常工作时,电压表的示数为100V,求:
1若线圈从图示位置开始计时,线圈产生的电动势的瞬时值的表达式;

2)电动机输出的机械功率.

 

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如图所示,直角玻璃三棱镜置于空气中,已知∠A60°∠C90°,一束极细的光于AC的中点D垂直AC面入射,ADa,棱镜的折射率为,求:

①此玻璃的临界角;

②光从棱镜第一次射入空气时的折射角;

③光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间(设光在真空中的传播速度为c)。

 

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如图所示,甲图为某波源的振动图象,乙图是该波源产生的横波在某时刻的波形图,波动图的O点表示波源.问:

1)这列波的波速多大?

2)若波向右传播,当波动图中质点Q第一次到达平衡位置且向上运动时,从乙图图示时刻开始质点P已经经过了多少路程?

 

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探究单摆摆长与周期关系的实验中,某同学的主要操作步骤如下:

A.取一根符合实验要求的摆线,下端系一金属小球,上端固定在O点;

B.在小球静止悬挂时测量出O点到小球球心的距离l

C.拉动小球使细线偏离竖直方向一个不大的角度(约为),然后由静止释放小球;

D.用秒表记录小球完成n次全振动所用的时间t

1)用所测物理量的符号表示重力加速度的测量值,其表达式为g= _____________________

2)若测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值,造成这一情况的原因可能是______________。(选填下列选项前的序号)

A、测量摆长时,把摆线的长度当成了摆长

B、摆线上端未牢固地固定于O点,振动中出现松动,使摆线越摆越长

C、测量周期时,误将摆球(n-1)次全振动的时间t记为了n次全振动的时间,并由计算式T=t/n求得周期

D、摆球的质量过大

3)在与其他同学交流实验方案并纠正了错误后,为了减小实验误差,他决定用图象法处理数据,并通过改变摆长,测得了多组摆长l和对应的周期T,并用这些数据作出T2-l图象如图甲所示。若图线的斜率为k,则重力加速度的测量值g=__________________

4)这位同学查阅资料得知,单摆在最大摆角θ较大时周期公式可近似表述

为了用图象法验证单摆周期T和最大摆角θ的关系,他测出摆长为l的同一单摆在不同最大摆角θ时的周期T,并根据实验数据描绘出如图乙所示的图线。根据周期公式可知,

若图乙中的纵轴表示的是 则图线延长后与横轴交点的横坐标为____________________

 

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利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。正确操作后,做出的光路图及测出的相关角度如图所示。

1)此玻璃的折射率计算式为n=__________(用图中的表示);

2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减少误差,应选用宽度_____(选填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。

3甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′ bb′ ,不小心碰了玻璃砖使它向aa′ 方向平移了少许,如图甲所示。则他测出的折射率将____(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)

4乙同学在画界面时,不小心将两界面aa′bb′ 间距画得比玻璃砖宽度大些,如图乙所示,则他测得的折射率____(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)

 

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