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【题目】如图所示,竖直面内有一圆形小线圈,与绝缘均匀带正电圆环共面同心放置。带电圆环的带电量为Q,绕圆心做圆周运动,其角速度ω随时间t变化的关系图象如图乙所示(图中ω0t1t2均为已知量)。线圈通过绝缘导线连接两根竖直的、间距为l的光滑平行金属长导轨,两导轨间的矩形区域内存在垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁场上、下边界的间距为h,磁感应强度大小恒为B字形构架由长度为H(H>h)的绝缘杆和水平金属棒ABCD组成,金属棒与导轨紧密接触。初始时锁定字形构架,使金属棒AB位于磁场内的上边沿,t1时刻解除锁定,t2时刻开始运动。已知字形构架的质量为m,金属棒AB和金属棒CD的长度均为l,金属棒AB和金属棒CD离开磁场下边沿时的速度大小均为v,金属棒ABCD和圆形线圈的电阻均为R,其余电阻不计,不考虑线圈的自感,重力加速度为g

10~t1时间内,求带电圆环的等效电流

2t1~t2时间内,求圆形线圈内磁通量变化率的大小

3)求从0时刻到金属棒CD离开磁场的全过程中金属棒及线圈产生的焦耳热。

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

(1)由电流的定义式可知:

(2)时间内,由平衡条件可知:

由欧姆定律可知

得到:

(3)时间内,

解得:

时刻后,由功能关系可知:

得到:

0时刻到金属棒CD离开磁场的全过程中金属棒击线圈产生的热量为:

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某单位应急供电系统配有一小型发电机,该发电机内的矩形线圈面积为S=0.2m2、匝数为N=100匝、电阻为r=5.0Ω,线圈所处的空间是磁感应强度为B=T的匀强磁场,发电机正常供电时线圈的转速为n=r/min。如图所示是配电原理示意图,理想变压器原副线圈的匝数比为52R1=5.0ΩR2=5.2Ω,电压表电流表均为理想电表,系统正常运作时电流表的示数为I=10A,则下列说法中正确的是

A. 交流电压表的示数为720V

B. 灯泡的工作电压为272V

C. 变压器输出的总功率为2720W

D. 若负载电路的灯泡增多,发电机的输出功率会增大

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【题目】小陈在地面上从玩具枪中竖直向上射出初速度为v0的塑料小球,若小球运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比,小球运动的速率随时间变化的规律如图所示,t1时刻到达最高点,再落回地面,落地速率为v1,下列说法中正确的是( )

A. 小球上升过程中的平均速度大于

B. 小球下降过程中的平均速度大于

C. 小球射出时的加速度值最大,到达最高点的加速度值为0

D. 小球的加速度在上升过程中逐渐减小,在下降过程中也逐渐减小

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,t0时一质量m1 kg的滑块A在大小为10 N、方向与水平向右方向成θ37°的恒力F作用下由静止开始在粗糙水平地面上做匀加速直线运动,t12 s时撤去力F t0时在A右方x07 m处有一滑块B正以v07 m/s的初速度水平向右运动。已知A与地面间的动摩擦因数μ10.5B与地面间的动摩擦因数μ20.1,取重力加速度大小g10 m/s2sin37°0.6cos37°0.8。两滑块均视为质点,求:

1)两滑块在运动过程中速度相等的时刻;

2)两滑块间的最小距离。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】电荷量不等的两点电荷固定在x轴上坐标为-3L3L的两点处,其中坐标为-3L处的点电荷带电量的绝对值为Q,两点电荷连线上各点的电势x变化的关系图象如图所示,其中x=L处的电势最低,x轴上MN两点的坐标分别为-2L2L,已知静电力常量为k,则下列说法正确的是

A. 两点电荷一定均为正电荷

B. 原点O处的场强大小为

C. 正检验电荷在原点O处受到向左的电场力

D. 负检验电荷由M点运动到N点的过程中,电势能先减小后增大

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【题目】真空中ABC三点构成边长为l的等边三角形,EF是其中位线,如图所示。在EF点分别放置电荷量均为Q的正、负点电荷。下列说法正确的是

A. A点的电场强度大小为

B. A点的电势低于C点的电势

C. B点的场强方向沿BC方向

D. 正电荷在B点的电势能大于在C点的电势能

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某同学利用下列器材测量两节干电池的电动势和内阻。

A.待测干电池两节

B.电压表VlV2,量程均为3V,内阻很大

C.定值电阻Ro(阻值未知)

D.电阻箱R

E.导线和开关。

(1)根据如图甲所示的实物连接图,在图乙方框中画出相应的电路图__________

(2)实验之前,需要利用该电路测出定值电阻Ro。先把电阻箱R调到某一阻值R1,再闭合开关,读出电压表VlV2的示数分别为U10U20,则Ro=_______(用U10U20R1表示)。

(3)若测得Ro=1.2 Ω,实验中调节电阻箱R,读出相应电压表VlV2的多组数据U1U2,描绘出U1-U2图象如图丙所示,则两节干电池的总电动势E= ____V,总内阻r=____Ω。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示的电路中,线圈L的自感系数足够大,其直流电阻忽略不计,LALB是两个相同的灯泡,下列说法中正确的是:(

A. k闭合瞬间,LA立即变亮,LB不亮

B. k闭合瞬间,LALB同时立即变亮

C. k断开的瞬间,LALB同时熄灭

D. k断开的瞬间,LA立即熄灭,LB逐渐熄灭

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】欧洲大型强子对撞机是现在世界上最大、能量最高的粒子加速器,是一种将质子加速对撞的高能物理设备,其原理可简化如下:两束横截面积极小长度为质子束以初速度同时从左、右两侧入口射入加速电场,经过相同的一段距离后射入垂直纸面的圆形匀强磁场区域并被偏转,最后两质子束发生相碰。已知质子质量为,电量为;加速极板ABA'B'间电压均为,且满足。两磁场磁感应强度相同,半径均为,圆心OO'在质子束的入射方向上,其连线与质子入射方向垂直且距离为;整个装置处于真空中,忽略粒子间的相互作用及相对论效应。

1)试求质子束经过加速电场加速后(未进入磁场)的速度和长度

2)试求出磁场磁感应强度和粒子束可能发生碰撞的时间

3)若某次实验时将磁场O的圆心往上移了,其余条件均不变,则质子束能否相碰?若不能,请说明理由;若能,请说明相碰的条件及可能发生碰撞的时间

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