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(12分)如图1所示,在坐标系xOy中,在-L≤x<0区域存在强弱可变化的磁场B1,在0≤x≤2L区域存在匀强磁场,磁感应强度B2=2.0T,磁场方向均垂直于纸面向里。一边长为L=0.2m、总电阻为R=0.8Ω的正方形线框静止于xOy平面内,线框的一边与y轴重合。

(1)若磁场B1的磁场强度在t=0.5s内由2T均匀减小至0,求线框在这段时间内产生的电热为多少?

(2)撤去磁场B1,让线框从静止开始以加速度a=0.4m/s2沿x轴正方向做匀加速直线运动,求线框刚好全部出磁场前瞬间的发热功率。

(3)在(2)的条件下,取线框中逆时针方向的电流为正方向,试在图2给出的坐标纸上作出线框中的电流I随运动时间t的关系图线。(不要求写出计算过程,但要求写出图线端点的坐标值,可用根式表示)

(12分)窗体顶端【解析】(1)线框中产生的电动势为E=·L2=0.16V

线框中产生的电流为I==0.2A

产生的电热为Q=I2Rt=0.016J

 (2)线框刚好全部出磁场前瞬间的速度为

v=

此时线框产生的电动势为E=B2Lv

此时线框产生的电流为I=

此时线框受到的安培力为F=B2IL

发热功率为P=Fv

由以上各式得P==0.096W

(3)如右图:

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图1所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间,利用光电计时器来探究合外力做功与动能变化的关系.
如图2所示,水平面O点左侧是光滑平面,右侧是粗糙平面,弹簧的左端固定在竖直的墙壁上,弹簧处于自然长度时右端恰好在O点,在O点固定光电门可以测出木块通过O点的时间,木块与弹簧不相连.现用木块将弹簧压缩一段距离,然后由静止释放,将弹簧压缩的长度x、木块通过光电门的时间t、木块在粗糙水平面上滑行的距离s记入表中.

实验序号 1 2 3 4 5 6
压缩量x/cm 10 15 20 25 30 35
时间t/s 0.100 0.067 0.050 0.040 0.033 0.029
距离s/m 0.50 1.13 2.00 3.12 4.50 6.13
(1)若木块长L,通过光电门时间t,则木块通过光电门时的速度v0=
L
t
L
t

(2)从理论上讲,木块在粗糙水平面上滑动的距离s和木块通过光电门的时间t关系应是s∝
t-2
t-2
;请你运用数据表中测定的数据在图a所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性;
(3)选择适当的物理量在图b所示的坐标纸上作出能直观反映木块在粗糙水平面上滑行距离s与弹簧压缩量x的关系图象,根据图象写出的关系应是s∝
x2
x2

(4)由能量守恒定律,弹簧的最大弹性势能应等于木块在水平面上滑行中产生的总内能,由此可以确定弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系应是EP
x2
x2

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(2011?石景山区一模)(1)如图1所示,某同学为了测量截面为正三角形的三棱镜玻璃折射率,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的左侧插上两枚大头针
P1和P2,然后在棱镜的右侧观察到 P1和P2的像.当P1的像恰好被P2的像挡住时,插上大头针P3和P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像.在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓(实线)如图1所示.

①在答题卡的图1上画出对应的光路;
②为测出三棱镜玻璃的折射率,若以AB作为分界面,需要测量的量是
入射角θ1
入射角θ1
折射角θ2
折射角θ2
,并在图1上用符号标出,则该三棱镜玻璃折射率的计算公式是n=
sinθ1
sinθ2
sinθ1
sinθ2

③若在测量过程中,放置三棱镜的位置发生了微小的平移(移至图中的虚线位置,底边仍重合),仍以AB作为分界面,三棱镜玻璃折射率的测量值
大于
大于
其真实值(填“大于”、“小于”、“等于”).
(2)某研究性学习小组利用图2所示的电路测量某蓄电池的电动势E和内电阻r.由于蓄电池的内阻很小,因此在电路中接入一个定值电阻R0=2.0Ω.闭合开关S,调整电阻箱R的阻值,读出电压表相应的示数U,得到数据如下表:
实验次数 1 2 3 4 5 6
R/Ω 40.00 20.00 12.00 8.00 6.00 5.00
U/V 1.89 1.78 1.66 1.57 1.43 1.35
①为了准确地得出实验结论,该小组的同学准备用图象来处理实验数据.图象的纵坐标表示电压表读数U,则图象的横坐标表示的物理量应该是
电压U与电阻R的比值U/R(或电流I)
电压U与电阻R的比值U/R(或电流I)

②计算出与该组数据对应的物理量并填在答题卡的表格中;;
③请在图3所给的坐标纸中作图(要求在答题卡上答图2中作出图象),利用图象得到E=
2
2
V,r=
0.4
0.4
Ω.

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(2010?于都县模拟)(1)实验室中有下列几个长度测量仪器:①米尺、②10分度游标卡尺、③20分度游标卡尺、④50分度游标卡尺、⑤螺旋测微器.一个同学用其中一种仪器测量某工件的长度为8.116cm,则他所使用的仪器为
 (填仪器序号)

(2)如图1所示为一多用电表的表盘示意图,选择开关已经旋到R×10Ω的电阻挡位上,这种情况下该欧姆表的总内阻R=
150
150
Ω.有一位同学实验时发现该表内所用的5号锌锰干电池(标称电动势1.5V)已旧,随手将刚充好电的5号镍氢电池(电动势为1.2V)换上,选择开关不变,经过调整后测量一未知电阻Rx的阻值,发现表针恰好指在表盘的正中间,则该电阻Rx的准确值应为:
D
D

(A)15Ω     (B)150Ω    (C)12Ω   (D)120Ω
(3)发光二极管(LED)近年来被人们誉为是本世纪的新型光源.有一些手灯就是用几个发光二极管并联后作为光源使用的,其发光效率很高.它在正常工作时,正向压降约3.2V,电流在15mA左右.现取这样一只发光二极管(电路符号表示),要测量它的伏安特性,另提供有下列的实验器材:电源E(电动势为4V,内阻不计);滑线变阻器R0(阻值0-20Ω);毫安表(量程20mA,有内阻);数字万用表(电压挡有五个量程:分别为0.2V、2V、20V、200V,2000V,内阻很大);开关一只;导线若干.
要求:(Ⅰ)在图2方框内画出能测定其伏安特性的电路原理图,并在图上注明电压表挡所选量程.
(Ⅱ)某实验员通过实验已得出了图3所示的U-I特性曲线图.接着,他又用该二极管、电源E和另一只固定电阻R等组成图4所示的电路,当闭合开关S时,发现二极管发出微弱白光,立即用万用表的电压挡测得电阻R两端的电压为1.0V,由此可以判定电阻R的阻值大约为
154
154
Ω.

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(1)完善实验步骤.
某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验,其中三个实验步骤分别是:
在桌面上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;
①在水平放置的木板上垫一张白纸,把橡皮的一端固定在木板上,另一端拴两根细线,通过细线同时用两只弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,使它与细线的结点达到某一位置O,在白纸上记下
 
 

②只用一只弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条,使
 
,记下细线的方向和弹簧测力计的示数F′.
③在纸上根据F1、F2的大小,用作图法作出平行四边形及对角线F及力F′;若
 
,则验证了力的平行四边形定则.
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(2)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,某同学使用了如图1所示的装置,打点计时器使用的交流电频率为50Hz.
①该同学得到一条纸带,在纸带上取连续的六个点,如图2所示,自A点起,相邻两点的距离分别为:10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm;则打E点时小车速度为
 
m/s,小车的加速度为
 
m/s2;(计算结果请保留两位有效数字)
②该同学要探究小车的加速度a和质量M、合外力F的关系,应用了
 
法;若该同学要探究加速度a和拉力F关系,应该保持
 
不变;
③该同学通过数据的处理作出了a-F图象,如图3所示,则图中直线不过原点的原因可能是
 

④此图线的末段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是:
 

A.小车与轨道之间存在摩擦         B.导轨保持了水平状态
C.砂和砂桶的总质量太大           D.所用小车的质量太大.

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精英家教网(1)在“验证机械能守恒定律”的实验中
①关于电磁打点计时器及其使用,下列说法正确的有
 

A.电磁打点计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器
B.电磁打点计时器使用的电源是220V的交流电
C.把电磁打点计时器固定,让纸带穿过两个限位孔并压在复写纸的下面
D.重物带动纸带运动,接通电源,在纸带上打出一列小点,纸带拉出后,立即断开电源
②按正确的实验操作得到一条纸带如图1所示,若打点计时器打点的时间间隔为T,O点是第0个点,N点是第n个点.为验证机械能是否守恒,下列利用图中数据计算N点速度大小的方法正确的是
 

A.vn=gnT  B.vn=g(n-1)T   C.vn=
sn+sn+1
2T
   D.vn=
dn+1-dn-1
2T

(2)①有一游标卡尺,游标上有20个小的等分刻度.用它测量一小球的直径,如图2所示的读数是
 
mm.
②多用表的红、黑两个测试笔短头分别插入表盖正负孔中,红表笔应插入
 
插孔.
用多用表欧姆挡测量某电阻值的示数如图3所示,则电阻值为
 
Ω,若想测量更精确些,选择开关应选欧姆挡
 
位置.
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(3)某同学准备测量一个约为5kΩ的末知电阻Rx的阻值.他从实验室中找到了下列器材,想利用下列两个电压表来测量该电阻.
①电源E:内阻可忽略,电动势约为7V;     ②电压表V1:量程为5V,内阻为R1=6kΩ
③电压表V2:量程为10V,内阻为R2=6KΩ;   ④电压表V3:量程为4V,内阻为R3=1KΩ
⑤电压表V4:量程为3V,内阻为R4=1kΩ;    ⑥滑线变阻器R,最大阻值为100Ω
⑦单刀单掷开关及导线若干
为了减小实验误差,要求该实验中电压表的读数应大于其量程的
1
2
,则选用上述哪两个电压表?分别是
 
 
(请在原理图中标出)
请在图4的方框中画出这一实验原理图.
若用U1和U2分别表示这两电压表的读数(电压大的用U1表示),则由已知量和测量得表示Rx的公式是
 

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