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如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直。已知线圈的匝数...

如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直。已知线圈的匝数N=100,边长ab="1.0" mbc="0.5" m,电阻r=2Ω。磁感应强度B0 ~1 s内从零均匀变化到0.2 T。在1~5 s内从0.2 T均匀变化到-0.2T,取垂直纸面向里为磁场的正方向。求:

10.5s 时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向;

2)在1~5s内通过线圈的电荷量q

3)在0~5s内线圈产生的焦耳热Q

 

(1)E=10V,感应电流方向为a®d®c®b®a(2)q=10C (3)Q="100J" 【解析】(1)要求解0.5s时的感应电动势,只能通过求平均感应电动势着眼。由于线圈与磁场方向垂直的有效面积不变,只是磁感应强度均匀变化,则0.5s的瞬时感应电动势正好与0 ~1 s的平均感应电动势相等。感应电流的方向可根据楞次定律来进行判断即可。(2)要分析1~5s的电荷量q,则只要根据求解即可;(3)由于磁场的变化分0 ~1 s和1 ~5 s两个不同的阶段,可从两阶段分别对线圈产生的焦耳热进行分析,运用即可求得。 (1)磁感应强度B在0 ~1 s 内从零均匀变化到0.2 T,故0.5s时刻的瞬时感应电动势的大小和0 ~1 s 内的平均感应电动势大小相等。则由感应电动势:且磁通量的变化量,可解得,代入数据得。0 ~1 s磁感应强度在逐渐增大,根据楞次定律:感应电流产生的磁场将与原磁场方向相反,则感应电流的方向为:a®d®c®b®a。 (2)同理可得: ,感应电流,电量 解得: ,代入数据得:q=10C。 (3)0 ~1 s 内的焦耳热,且 1~5 s 内的焦耳热,由,代入数据得:
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如图所示,一束电子(电荷量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场中,穿透磁场时速度方向与原来入射方向的夹角为θ=30°,求:

(1)确定圆心位置,做出运动轨迹,运动半径多大?

(2)电子的质量多大?

(3)穿透磁场的时间是多少?

 

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16分)如图所示,竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切,小滑块AB分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速度释放,AB碰撞后结合为一个整体,并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑,半径R=0.2mAB的质量相等,AB整体与桌面之间的动摩擦因数=0.2。取重力加速度g=10m/s2,求:

1)碰撞前瞬间A的速率v

2)碰撞后瞬间AB整体的速度。

3AB整体在桌面上滑动的距离L

 

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如图所示为探究碰撞中的不变量的实验装置示意图.已知ab小球的质量分别为mamb,半径分别为rarb,图中P点为单独释放a球的平均落点,MNab小球碰撞后落点的平均位置.

(1)本实验必须满足的条件是________

A.斜槽轨道必须是光滑的

B.斜槽轨道末端的切线水平

C.入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放

D.入射球与被碰球满足mambrarb

(2)为了验证动量守恒定律,需要测量OP间的距离x1________,________如果动量守恒,须满足的关系式是________(用测量物理量的字母表示).

 

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气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板CD的气垫导轨以及滑块AB来探究碰撞中的不变量,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:

a.用天平分别测出滑块AB的质量mAmB

b.调整气垫导轨,使导轨处于水平.

c.在AB间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止地放置在气垫导轨上.

d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1.

e.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块AB运动时间的计时器开始工作.当AB滑块分别碰撞CD挡板时停止计时,记下AB分别到达CD的运动时间t1t2

(1)实验中还应测量的物理量是____________________________________________

(2)利用上述测量的实验数据,得出关系式________成立,即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和,上式中算得的AB两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是__________________________(至少列出一项).

 

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如图所示,在光滑水平面上的两小球发生正碰小球的质量分别为图乙为它们碰撞前后的位移时间图象已知由此可以判断

A. 碰前静止,向右运动

B. 碰后都向右运动

C.

D. 碰撞过程中系统损失了的机械能

 

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