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许多电磁现象可以用力的观点来分析,也可以用动量、能量等观点来分析和解释。 (1)...

许多电磁现象可以用力的观点来分析,也可以用动量、能量等观点来分析和解释。

             

1如图1所示,足够长的平行光滑金属导轨水平放置,导轨间距为L ,一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B。质量为m、电阻为r的导体棒MN放在导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好。在平行于导轨、大小为F的水平恒力作用下,导体棒从静止开始沿导轨向右运动。

a当导体棒运动的速度为v时,求其加速度a的大小;

b已知导体棒从静止到速度达到稳定所经历的时间为t,求这段时间内流经导体棒某一横截面的电荷量q

2在如图2所示的闭合电路中,设电源的电动势为E,内阻为r,外电阻为R,其余电阻不计,电路中的电流为I。请你根据电动势的定义并结合能量转化与守恒定律证明:

 

(1) ; ;(2)见解析。 【解析】 试题分析:(1)a.当导体棒运动的速度为v时, 电路中的感应电动势为 ① 电流为 ② 导体棒所受的安培力为 ③ 根据牛顿第二定律可得: ④ 联立①②③④式可得: ⑤ (7分) b.设导体棒运动稳定的速度为vm,令⑤式中的,v=vm , 可得: ⑥ 设某段极短的时间内,电路的电流为i,则安培力在这段时间内的冲量为BiL,在时间t内,根据动量定理有: ⑦ 其中, ⑧ 联立⑥⑦⑧式可得: (6分) (2)根据电动势的定义有: ⑨ 在时间t 内通过电路的电荷量为:q=It ⑩ 根据能量守恒定律,非静电力做的功应该等于内外电路产生焦耳热的总和。 即: W非 = Q外+Q内 ⑪ 在时间t内:Q外= I2Rt Q内= I2rt ⑫ 联立⑨⑩⑪⑫ 式可得:EIt = I2Rt+I2rt 整理后可得: (5分) 考点:电磁感应,电动势。  
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考点分析:
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如图所示,两平行金属板间距为d,电势差为U,板间电场可视为匀强电场;金属板上方有一磁感应强度为B的匀强磁场。电荷量为+q、质量为m的粒子,由静止开始从正极板出发,经电场加速后射出,从M点进入磁场后做匀速圆周运动,从N点离开磁场。忽略重力的影响。

1求匀强电场场强E的大小;

2求粒子从电场射出时速度ν的大小;

3求M、N两点间距L的大小;保持粒子不变,请你说出一种增大间距L的方法。

 

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在用下图所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中,保持小车质量一定时,验证小车加速度a与合力F的关系。

①除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外,在下列器材中必须使用的有_________填选项前的字母

A220V、50Hz的交流电源

B电压可调的直流电源

C刻度尺

D秒表

E天平附砝码

②为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,以下操作正确的是_________。

A调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行

B在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时,应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上

C在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时,应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上

③某同学得到了下图所示的一条纸带,由此得到小车加速度的大小a =__________m/s2保留三位有效数字

④在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg,已知三位同学利用实验数据做出的a-F图像如图中的1、2、3所示。下列分析正确的是_____选填选项前的字母

A出现图线1的原因可能是没有平衡摩擦力

B出现图线2的原因可能是砝码和砝码盘的质量不合适

C出现图线3的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大

⑤在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg,由此造成的误差是______选填“系统误差”或“偶然误差”。设拉力的真实值为,小车的质量为M,为了使,应当满足的条件是______。

 

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如图所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为光源、滤光片、________填写相应的器材、双缝、遮光筒、光屏。某同学用黄色滤光片时得到一个干涉图样,为了使干涉条纹的间距变宽,可以采取的方法是_________。

A换用紫色的滤光片

B换用红色的滤光片

C使光源离双缝距离近一些

D使光屏离双缝距离远一些

 

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目前的手机触摸屏大多是电容式触摸屏。电容式触摸屏是一块四层复合玻璃屏,玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层导电物质,最外层是一薄层玻璃保护层,夹层作为工作面,四个角上引出四个电极,内层作为屏蔽层以保证良好的工作环境。当手指触摸屏幕时,人体和触摸屏就形成了一个电容,对于高频电流来说,电容具有“通高频”的作用,于是手指从手的接触点吸走一部分电荷,从而导致有电流分别从触摸屏四角上的电极中流出,并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比,控制器通过对这四个电流比例的精确计算,得出触摸点的位置信息。在开机状态下,下列说法正确的是

A电容式触摸屏感测手指触摸点的位置是因为手指对屏幕按压产生了形变

B电容式触摸屏感测手指触摸点的位置是利用了电磁感应现象

C当手指触摸屏幕时手指有微弱的电流流过

D使用绝缘笔触摸屏幕时也能进行正常操作

 

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小芳同学利用手边的实验器材设计了如图所示的电路,电阻R的阻值以及电源的电动势和内阻均未知,电压表另一端的接线位置待定。通过改变滑动变阻器接入电路的阻值获得多组数据,并描绘出U-I关系图像U、I分别为电压表和电流表的示数。不计电表对电路的影响。下列说法正确的是

A若接a,利用该图像可得到电阻R的阻值

B若接b,利用该图像可得到电阻R的阻值

C若接a,利用该图像可得到电源的电动势和内阻

D若接b,利用该图像可得到电源的电动势和内阻

 

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