【题目】在生产线框的流水线上，为了检测出个别不合格的未闭合线框，让线框随传送带通过一固定匀强磁场区域（磁场方向垂直于传送带平面向下），观察线框进入磁场后是否相对传送带滑动就能够检测出未闭合的不合格线框．其物理情景简化如下：如图所示，通过绝缘传送带输送完全相同的正方形单匝纯电阻铜线框，传送带与水平方向夹角为α，以恒定速度v0斜向上运动．已知磁场边界MN、PQ与传送带运动方向垂直，MN与PQ间的距离为d，磁场的磁感应强度为B．线框质量为m，电阻为R，边长为L（d＞2L），线框与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．闭合线框上边在进入磁场前线框相对传送带静止，线框刚进入磁场的瞬间，和传送带发生相对滑动，线框运动过程中上边始终平行于MN，当闭合线框的上边经过边界PQ时又恰好与传送带的速度相同．设传送带足够长．求
（1）闭合线框的上边刚进入磁场时上边所受安培力F安的大小；
（2）从闭合线框上边刚进入磁场到上边刚要出磁场所用的时间t；
（3）从闭合线框上边刚进入磁场到下边穿出磁场后又相对传送带静止的过程中，电动机多消耗的电能E.
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】（1）根据安培力公式得：F安=BIL…①
根据闭合电路欧姆定律得：
…②
根据法拉第电磁感应定律得：E=BLv0…③
由①②③式联立解得：
…④
（2）线框刚进入磁场至线框刚要出磁场的过程，
根据动量定理：
…⑤
根据安培力公式得：
…⑥
根据闭合电路欧姆定律得：
…⑦
根据法拉第电磁感应定律得：
…⑧
根据运动学公式得：
…⑨
由⑤⑥⑦⑧⑨得：
…⑩
（3）线框刚进入磁场至线框刚要出磁场的过程，
根据动能定理得：（μmgcosα-mgsinα）d+W安1=0
根据功能关系得：Q电1=-W安1
根据功能关系得：Qf1=μmgcosα（v0t-d）
从线框上边刚进入磁场到穿出磁场后又相对传送带静止的过程中：
根据能量守恒得：E=2mgsinαd+2Q电1+2Qf1
得：
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【题目】小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验，其装置如图所示．在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的读数为G1，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计．直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R.若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的读数为G2，铜条在磁场中的长度为L.
(1)判断铜条所受安培力的方向，G1和G2哪个大？
(2)求铜条匀速运动时所受安培力的大小和磁感应强度的大小．
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【题目】如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N．今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落（P、M、N在同一竖直线上），空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回．若保持两极板间的电压不变，则（ ）
A. 把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回
B. 把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落
C. 把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回
D. 把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落
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【题目】来自质子源的质子(初速度为零)，经一直线加速器加速形成细柱形的质子流且电流恒定，假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束与质子源相距l和4l的两处各取一横截面S1和S2，设从质子源到S1、S2的过程中，某质子受到的冲量分别为I1、I2；在S1、S2两处各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1、n2,则（ ）
A. I1:I2=1:2 B. I1:I2=1:4 C. n1:n2=2:1 D. n1:n2=4:1
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【题目】小球从台阶上以一定初速度水平抛出，恰落到第一级台阶边缘，反弹后再次落下经 0.3s恰落至第3级台阶边界，已知每级台阶宽度及高度均为18cm，取g=10m/s2。且小球反弹时水平速度不变，竖直速度反向，但变为原速度的1/4。
（1）求小球抛出时的高度及距第一级台阶边缘的水平距离。
（2）问小球是否会落到第 5级台阶上？说明理由。
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【题目】2017年2月23日，科学家们发现一颗比太阳要暗且冷的星体TRAPPIST-1，它提供非常多发现外星生命的机会，在其周围至少有7颗类似地球大小的行星，最靠近的两颗行星b、c围绕TRAPPIST-1做匀速圆周运动的周期是1.5天和2.4天，两颗行星的半径与地球半径相同．万有引力恒量已知．根据以上条件可以求出行星b、c
A. 运动的轨道半径之比
B. 表面的重力加速度之比
C. 至少经过多少天再次相遇
D. 质量之比
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【题目】在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=200m/s，已知t=0时，波刚好传播到x=40m处，如图所示．在x=400m处有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是（ ）
A. 波源的频率为9Hz
B. 波源开始振动时方向沿y轴负方向
C. 接收器在t=2s时才能接收到此波
D. 从t=0开始经0.15s，x=40m的质点运动的路程为0.6m
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