如圖甲所示是某人設(shè)計的一種振動發(fā)電裝置,它的結(jié)構(gòu)是一個套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r=0.1 m、匝數(shù)n=20的線圈,磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖乙所示)。在線圈所在位置磁感應(yīng)強度B的大小均為0.2 T,線圈的電阻為2 Ω,它的引出線接有8 Ω的小電珠L(可以認為電阻為定值)。外力推動線圈框架的P端,使線圈沿軸線做往復(fù)運動,便有電流通過電珠。當線圈向右的位移x隨時間t變化的規(guī)律如圖丙所示時(x取向右為正),求:
(1)線圈運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電流I的大小,并在圖丁中畫出感應(yīng)電流隨時間變化的圖像(在圖甲中取電流由C向上流過電珠L到D為正);
(2)每一次推動線圈運動過程中作用力F的大。
(3)該發(fā)電機的輸出功率P(摩擦等損耗不計);
科目:高中物理 來源: 題型:單選題
在如圖所示的傾角為θ的光滑斜面上,存在著兩個磁感應(yīng)強度大小均為B的勻強磁場區(qū)域,區(qū)域I的磁場方向垂直斜面向上,區(qū)域II的磁場方向垂直斜面向下,磁場和寬度HP及PN均為L,一個質(zhì)量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導(dǎo)線框,由靜止開始沿斜面下滑,t1時刻ab邊剛越GH進入磁場I區(qū)域,此時導(dǎo)線框恰好以速度v1做勻速直線運動;t2時刻ab邊下滑到JP與MN的中間位置,此時導(dǎo)線框又恰好以速度v2做勻速直線運動。重力加速度為g,下列說法中正確的是
A.當ab邊剛好越過JP時,導(dǎo)線框具有加速度大小為a=gsinθ |
B.導(dǎo)線框兩次勻速直線運動的速度v1:v2=4:1 |
C.從t1到t2的過程中,導(dǎo)線框克服安培力做功的大小等于重力勢能的減少 |
D.從t1到t2的過程中,有機械能轉(zhuǎn)化為電能 |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
如下圖左所示,豎直放置的螺線管與導(dǎo)線abcd構(gòu)成回路,導(dǎo)線所圍區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的變化的勻強磁場,螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體圓環(huán)。導(dǎo)線abcd所圍區(qū)域內(nèi)磁場的磁感強度分別按下圖右側(cè)A、B、C、D圖線所表示的方式隨時間變化時
(1)導(dǎo)體圓環(huán)將受到向上的磁場作用力的是 ;
(2)導(dǎo)體圓環(huán)將受到向下的磁場作用力的是 ;
(3)導(dǎo)體圓環(huán)將不受到磁場作用力的是 。
(請?zhí)钊雸D線下方對應(yīng)的字母)
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
如圖所示,閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計,將它從如圖所示位置勻速向右拉出勻強磁場.若第一次用0.3 s拉出,外力所做的功為W1,通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為q1;第二次用0.9 s拉出,外力所做的功為W2,通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為q2,則 W1 W2,q1 q2 (填大于、等于或小于 )
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(20分)“電磁炮”是利用電磁力對彈體加速的新型武器,具有速度快,效率高等優(yōu)點。如圖是“電磁炮”的原理結(jié)構(gòu)示意圖。光滑水平加速導(dǎo)軌電阻不計,軌道寬為L=0.2m。在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=1×102T!半姶排凇睆楏w總質(zhì)量m=0.2kg,其中彈體在軌道間的電阻R=0.4Ω?煽仉娫吹膬(nèi)阻r=0.6Ω,電源的電壓能自行調(diào)節(jié),以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。在某次試驗發(fā)射時,電源為加速彈體提供的電流是I=4×103A,不計空氣阻力。求:
(1)彈體所受安培力大小;
(2)彈體從靜止加速到4km/s,軌道至少要多長?
(3)彈體從靜止加速到4km/s過程中,該系統(tǒng)消耗的總能量;
(4)請說明電源的電壓如何自行調(diào)節(jié),以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(18分)如圖甲所示,靜止在粗糙水平面上的正三角形金屬線框,匝數(shù)N=10、總電阻R = 2.5Ω、邊長L = 0.3m,處在兩個半徑均為r =的圓形勻強磁場區(qū)域中,線框頂點與右側(cè)圓形中心重合,線框底邊中點與左側(cè)圓形中心重合.磁感應(yīng)強度B1垂直水平面向外,大小不變、B2垂直水平面向里,大小隨時間變化,B1、B2的值如圖乙所示.線框與水平面間的最大靜摩擦力f =" 0.6N" ,(取),求:
(1)t = 0時刻穿過線框的磁通量;
(2)線框滑動前的電流強度及電功率;
(3)經(jīng)過多長時間線框開始滑動及在此過程中產(chǎn)生的熱量.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,AB、CD是處在方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B1的勻強磁場的兩條金屬導(dǎo)軌(足夠長),導(dǎo)軌寬度為d,導(dǎo)軌通過導(dǎo)線分別與平行金屬板MN相連,有一與導(dǎo)軌垂直且始終接觸良好的金屬棒ab以某一速度沿著導(dǎo)軌做勻速直線運動。在y軸的右方有一磁感應(yīng)強度為B2的方向垂直紙面向外的勻強磁場,在x軸的下方有一場強為E的方向平行x軸向右的勻強電場,F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子在M板由靜止經(jīng)過平行金屬板MN,然后以垂直于y軸的方向從F處沿直線穿過y軸,而后從x軸上的G處以與x軸正向夾角為60°的方向進入電場和磁場疊加的區(qū)域,最后到達y軸上的H點。已知OG長為l,不計粒子的重力。求:
(1)金屬棒ab做勻速直線運動速度的大小B?
(2) 粒子到達H點時的速度多大?
(3)要使粒子不能回到y(tǒng)軸邊界, 電場強度以滿足什么條件?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(15分)如圖所示,水平虛線L1、L2之間是勻強磁場,磁場方向水平向里,磁場高度為h.豎直平面內(nèi)有一等腰梯形線框,底邊水平,其上下邊長之比為5:1,高為2h.現(xiàn)使線框AB邊在磁場邊界L1的上方h高處由靜止自由下落,當AB邊剛進入磁場時加速度恰好為0,在DC邊剛進入磁場前的一段時間內(nèi),線框做勻速運動。求:
(1)DC邊剛進入磁場時,線框的加速度;
(2)從線框開始下落到DC邊剛進入磁場的過程中,線框損失的機械能和重力做功之比;
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(10分)如圖所示,一對光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌間距l(xiāng)=0.5m,左端接有阻值R=0.3Ω的電阻,一質(zhì)量m=0.1kg,電阻r=0.1Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上,整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中,磁場的磁感應(yīng)強度B=0.4T,棒在水平向右的外力作用下,由靜止開始以a=2m/s2的加速度做勻加速運動,當棒的位移x=9m時撤去外力,棒繼續(xù)運動一段距離后停下來,已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1:Q2=2:1,導(dǎo)軌足夠長且電阻不計,棒在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸,求:
(1)棒在勻加速運動過程中,通過電阻R的電荷量q
(2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2
(3)外力做的功WF
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