【題目】如圖所示,在匝數(shù)N=100匝、截面積S=0.02m2的多匝線圈中存在方向豎直向下的勻強磁場B0,B0均勻變化。兩相互平行、間距L=0.2m的金屬導軌固定在傾角為30°的斜面上,線圈通過開關(guān)S與導軌相連。一質(zhì)量m=0.02Kg、阻值R1=0.5Ω的光滑金屬桿鎖定在靠近導軌上端的MN位置,M、N等高.一阻值R2=0.5Ω的定值電阻連接在導軌底端。導軌所在區(qū)域存在垂直于斜面向上的磁感應強度B=0.5T的勻強磁場。金屬導軌光滑且足夠長,線圈與導軌的電阻忽略不計。重力加速度取g=10m/s2

(1)閉合開關(guān)S時,金屬桿受到沿斜面向下的安培力為0.4N,請判斷磁感應強度B0的變化趨勢是增大還是減小,并求出磁感應強度B0的變化率

(2)斷開開關(guān)S,解除對金屬桿的鎖定,從MN處由靜止釋放,求金屬桿穩(wěn)定后的速度以及此時電阻R2兩端的電壓.

【答案】(1)磁感應強度B0的趨勢是增大 1T/s(2)10m/s 0.5V

【解析】

(1)根據(jù)金屬桿受安培力的方向,應用左手定則判斷出金屬桿中感應電流的方向,應用楞次定律判斷磁感應強度如果變化;應用法拉第電磁感應定律、歐姆定律與安培力公式求出磁感應強度的變化率;

(2) 應用法拉第電磁感應定律求出平均感應電動勢,應用歐姆定律求出感應電流,對金屬桿應用動量定理求出金屬桿的速度,然后應用能量守恒定律與串聯(lián)電路特點求出金屬桿產(chǎn)生的焦耳熱。

(1) 閉合開關(guān)S時,金屬桿受到沿斜面向下的安培力,空中金屬桿中的電流由M流向N,

根據(jù)楞次定律可知磁感應強度B0的趨勢是增大

線圈中的感應電動勢

導線中的電流為

金屬桿受到的安培力為:F=BIL,

得到:

(2) 勻速時

解得:

由歐姆定律可得:

得到U=0.5V。

練習冊系列答案
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【題目】某照明電路出現(xiàn)故障,其電路如圖1所示,該電路用標稱值12V的蓄電池為電源,導線及其接觸完好。維修人員使用已調(diào)好的多用表直流50V擋檢測故障。他將黑表筆接在c點,用紅表筆分別探測電路的a、b點。

斷開開關(guān),紅表筆接a點時多用表指示如圖2所示,讀數(shù)為 V,說明 正常(選填:蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈)。

紅表筆接b點,斷開開關(guān)時,表針不偏轉(zhuǎn),閉合開關(guān)后,多用表指示仍然和題6圖2相同,可判定發(fā)生故障的器件是 (選填:蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈)

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【題目】一矩形線圈繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動,線圈中產(chǎn)生的感應電動勢e隨時間t的變化規(guī)律如圖所示。下列說法中正確的是

A. 時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大

B. 時刻通過線圈的磁通量為0

C. 時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大

D. 每當電流方向變化時,線圈平面就會與中性面垂直

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【題目】如圖所示,一個質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點)以某一初速度從A點水平拋出,恰好從圓管BCDB點沿切線方向進入圓弧,經(jīng)BCD從圓管的最高點D射出,恰好又落到B點。已知圓弧的半徑為RAD在同一水平線上,BC弧對應的圓心角θ=60°,不計空氣阻力。求:

1)小球從A點做平拋運動的初速度v0的大;

2)小球在D點時的速度大小;

3)在D點處小球?qū)鼙诘淖饔昧Φ拇笮『头较颉?/span>

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【題目】在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心已成功發(fā)射嫦娥四號月球探測器。探測器奔月飛行過程中,在月球上空的某次變軌是由橢圓軌道a變?yōu)榻聢A形軌道ba、b兩軌道相切于P點,如圖所示,不計變軌時探測器質(zhì)量的變化,下列關(guān)于探測器說法正確的是

A. a軌道上P點的速率與在b軌道上P點的速率相同

B. a軌道上P點所受月球引力等于在b軌道上P點所受月球引力

C. a軌道上P點的加速度小于在b軌道上P點的加速度

D. a軌道上運動的周期小于在b軌道上運動的周期

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【題目】汽車智能減速系統(tǒng)是在汽車高速行駛時,能夠偵測到前方靜止的障礙物并自動減速的安全系統(tǒng)。如圖所示,裝有智能減速系統(tǒng)的汽車車頭安裝有超聲波發(fā)射和接收裝置,在某次測試中,汽車正對一靜止的障礙物勻速行駛,當汽車車頭與障礙物之間的距離為360m時,汽車智能減速系統(tǒng)開始使汽車做勻減速運動,同時汽車向障礙物發(fā)射一個超聲波脈沖信號。當汽車接收到反射回來的超聲波脈沖信號時,汽車速度大小恰好為,此時汽車車頭與障礙物之間的距離為320m。超聲波的傳播速度為。求:

(1)汽車從發(fā)射到接收到反射回來的超聲波脈沖信號之間的時間間隔;

(2)汽車做勻減速運動的加速度大;

(3)超聲波脈沖信號到達障礙物時,汽車的速度大小。

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【題目】如圖甲所示,平面上的光滑平行導軌MN、PQ上放著光滑導體棒abcd,兩棒用細線系住,細線拉直但沒有張力.開始時勻強磁場的方向如圖甲所示,而磁感應強度B隨時間t的變化如圖乙所示,不計ab、cd間電流的相互作用,則細線中的張力大小隨時間變化的情況為(  )

A. B. C. D.

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【題目】現(xiàn)有一量程為3 V的電壓表,內(nèi)阻約為6000Ω。為了較準確地測量其內(nèi)阻,某同學設(shè)計了如圖甲所示的實驗電路,按此電路可以測出電壓表的內(nèi)阻。

1)試根據(jù)圖甲所示的電路圖,補充完成圖乙所示的實物圖的連線________________。

2)若電阻箱R1、滑動變阻器R2各有兩個可供選擇。

電阻箱R1 a0999.9 Ω; b09999.9 Ω

滑動變阻器R2c.最大阻值20 Ω d.最大阻值1700 Ω

為了減小實驗誤差,電阻箱R1應選________(選填“a”“b”),滑動變阻器R2應選____(選填“c”“d”)。

3)該同學在開關(guān)都斷開的情況下,檢查電路連接無誤后,接通電路前應將滑動變阻器的滑片P置于________(選填AB”)端;

4)請按下面實驗步驟依次操作,并補充完成步驟C

A.閉合開關(guān)S1和開關(guān)S2;

B.調(diào)節(jié)電阻R2的阻值,使電壓表示數(shù)滿偏;

C.斷開開關(guān)S2,保持電阻_____不變,調(diào)節(jié)電阻____的阻值,使電壓表示數(shù)半偏(選填R1R2”);

D.記錄數(shù)據(jù)并整理好器材。

5)按正確的實驗步驟完成后,如果所得的電阻R1的阻值為5900.0 Ω,則被測電壓表的內(nèi)阻RV的測量值為________Ω,該測量值________(選填略大于、略小于等于”)實際值。

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【題目】如圖所示在絕熱氣缸內(nèi),有一絕熱活塞封閉一定質(zhì)量的氣體,開始時缸內(nèi)氣體溫度為27℃,封閉氣柱長為9 cm,活塞橫截面積S50 cm2,F(xiàn)通過氣缸底部電阻絲給氣體加熱一段時間,此過程中氣體吸熱22 J,穩(wěn)定后氣體溫度變?yōu)?/span>127℃。已知大氣壓強等于105 Pa,活塞與氣缸間無摩擦,不計活塞重力。求:

①加熱后活塞到氣缸底部的距離;

②此過程中氣體內(nèi)能改變了多少。

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