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1.如图,在水平面内有四根相同的均匀光滑金属杆ab、ac、de以及df,其中ab、ac在a点固定,de、df在d点固连,分别构成两个“V”字型导轨,空间中存在垂直于水平面的匀强磁场,用力使导轨edf匀速向右运动,从图示位置开始计时,运动过程中两导轨的角平分线始终重合,导轨间接触始终良好,下列物理量随时间的变化关系正确的是(  )
A.B.C.D.

分析 导轨edf匀速向右运动,根据题意求出切割磁感线的导体棒有效长度,应用电阻定律求出闭合电路的总电阻,应用欧姆定律求出电路电流;
应用安培力公式求出安培力,应用平衡条件求出拉力,应用电功率公式求出电功率,然后分析图示图象答题.

解答 解:设导轨edf匀速向右运动运动的速度为v,导轨夹角为2θ,
导轨向右运动时间t时,导轨切割磁感线的有效长度:L=L0+2vttanθ;
C、闭合电路导轨总长度:x=x0+$\frac{4vt}{cosθ}$,闭合电路总电阻:R=ρ$\frac{x}{S}$=$\frac{ρ({x}_{0}+\frac{4vt}{cosθ})}{S}$=R0+$\frac{4ρv}{Scosθ}$t,故C正确;
D、t时刻导轨切割磁感线产生的感应电动势:E=BLv=BL0v+2Bv2ttanθ,感应电流:I=$\frac{E}{R}$=$\frac{B{L}_{0}v+2B{v}^{2}ttanθ}{{R}_{0}+\frac{4ρv}{Scosθ}t}$,电流I与时间t不是一次函数关系,故D错误;
A、导轨受到的安培力:F安培=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$=$\frac{{B}^{2}({L}_{0}+2vttanθ)^{2}v}{{R}_{0}+\frac{4ρv}{Scosθ}t}$,导轨匀速运动处于平衡状态,由平衡条件得:F=F安培=$\frac{{B}^{2}({L}_{0}+2vttanθ)^{2}v}{{R}_{0}+\frac{4ρv}{Scosθ}t}$,F与t不是线性关系,故A错误;
B、发热功率:P=I2R=($\frac{B{L}_{0}v+2B{v}^{2}ttanθ}{{R}_{0}+\frac{4ρv}{Scosθ}t}$)2(R0+$\frac{4ρv}{Scosθ}$t),发热功率P与t不是线性关系,故B错误;
故选:C.

点评 认真审题理解题意、分析清楚导轨的运动过程、根据题意求出导轨切割磁感线的有效长度、求出闭合电路的电阻是解题的前提与关键;应用电阻定律、欧姆定律、安培力公式、平衡条件、电功率公式即可解题.

练习册系列答案
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A.FB.2FC.$\frac{1}{4}$FD.$\frac{1}{2}$F

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4.2014年2月初低温雨雪冰冻造成我国东部部分地区停电,为消除高压输电线上的凌冰,有人设计了这样的融冰思路:利用电流的热效应除冰.若在正常供电时,高压线上送电电压为U,电流为I,热耗功率为△P;除冰时,输电线上的热耗功率需变为9△P,则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)(  )
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9.如图甲所示,竖直平面内正方形线框abcd从图示位置由静止释放,线框释放处下方MN与PQ之间存在一个垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,如图乙为线框下落的v-t图象,t1时刻线框下端bc边进入磁场,t3时刻线框下端bc边达到磁场下边界PQ.若线框匝数为N,线框总电阻为R,忽略空气阻力,重力加速度为g,则以下分析正确的是(  )
A.线框进入磁场与穿出磁场时电流方向相同
B.正方形线框的边长为v1(t2-t1
C.t3时刻后线框将做匀减速运动
D.线框质量为$\frac{{{N^2}{B^2}{{({{t_2}-{t_1}})}^2}v_1^3}}{gR}$

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

16.如图所示,在xOy平面内有磁感应强度为B的匀强磁场,其中x<0区域无磁场、在0<x<a区域的磁场方向垂直xOy平面向里、在x>a区域的磁场方向垂直xOy平面向向外. 一质量为m、带电量为+q的粒从坐标原点O处以一定的速度沿x轴正方向射入磁场.
(1)若该粒子恰好过点(a,($\sqrt{2}$-1)a),则粒子的速度为多大;
(2)在满足(1 )的情况下,粒子从磁场中射出时距原点O的距离;
(3)若粒子从O点入射的速度大小已知,且无(1)中条件限制,为使粒子能够回到原点O,则a应取何值.

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

6.在用图甲所示的装置做“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与合外力F的关系.

①除了电火花打点计时器、纸带、刻度尺、小车、砝码、拴有细线的砝码盘、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外,在下列器材中还必须使用的有 (选填选项前的字母).
A.220V、50Hz的交流电源
B.电压可调的直流电源
C.秒表
D.天平(附砝码)
②实验中,需要平衡小车运动时的摩擦阻力,正确的做法是B.
A.小车放在木板上,把木板一端垫高,调节木板的倾斜程度,使小车在不受绳的拉力时沿木板做匀速直线运动.
B.小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器.把木板一端垫高,调节木板的倾斜程度,使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动.
C.小车放在木板上,挂上砝码盘,砝码盘内不放砝码.把木板一端垫高,调节木板的倾斜程度,使小车在砝码盘的作用下沿木板做匀速直线运动.
D.小车放在木板上,挂上砝码盘,砝码盘内放入本次实验所需的砝码.把木板一端垫高,调节木板的倾斜程度,使小车在砝码盘和砝码的作用下沿木板做匀速直线运动.
③实验中打出的一条纸带如图乙所示,其中0、1、2、3、4、5、6为计数点,且相邻计数点之间有4个点未画出.测得的数据为x1=1.40cm,x2=1.90cm,x3=2.38cm…则打点计时器打计数点2时,小车的速度v2=0.214m/s.
④根据③中的数据,在如图丙所示的坐标系中标出打点计时器打出计数点2时的坐标点,并描绘出小车运动的v-t图线(在答题纸上的图中作答).
⑤根据图丙中的图线,可以得出小车运动的加速度a=0.50m/s2(保留两位有效数字).
⑥某一小组在实验中,根据测得的数据描绘出a-F图象如图丁所示,发现图象既不过原点,末端又发生了弯曲.请你分析出现上述情况的可能原因.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

13.一物体静止在粗糙水平地面上,现用一大小为F的水平拉力拉动物体,经过一段位移x后拉力F做的功为WF1,平均功率为P1;若将物体放在光滑的水平地面上,仍用大小为F的水平拉力拉动物体从静止开始运动,经过同样的一段位移x后拉力F做的功为WF2,平均功率为P2,则(  )
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10.如图所示,实线为两个在同一直线上运动的物体a和b的速度-时间图象,由图可以知道(  )
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D.两物体速度方向相同,加速度方向相同,a的加速度大于b的加速度

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

4.一个有钢滑板的雪橇,钢与雪地的动摩擦因数为0.02,雪橇连同车上的货物总质量为500kg,当马水平拉车在水平雪地上以4m/s2匀加速前进时,雪橇受到的摩擦力是多大?马的拉力是多大?(g=10m/s2

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