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【题目】如图1所示,匀强磁场的磁感应强度B0.5T,其方向垂直于倾角θ37°的斜面向上,绝缘斜面上固定有∧形状的光滑金属导轨MPN(电阻忽略不计),MPNP长度均为2.5mMN连线水平,长为3m。以MN中点O为原点、OPx轴建立一维坐标系Ox。一根粗细均匀的金属杆CD,长度d3m、质量m1kg、单位长度的电阻r0.1Ω/m,在拉力F的作用下,从MN处以恒定的速度v=1m/s,在导轨上沿x轴正向运动(金属杆始终与x轴垂直并与导轨接触良好),g10m/s2。(sin37°=0.6cos37°=0.8),试求:

(1)闭合回路CDP中感应电流的方向;

(2)金属杆CD运动到x=1.0m处时,回路中电流的大小;

(3)金属杆CDMN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式,并在图2中画出Fx关系图像。

【答案】(1)CDPC(2)5A(3)见解析

【解析】

1)根据右手定则可知闭合回路CDP中感应电流的方向为CDPC

2)设,由题意可知

解得

根据几何关系可得

金属杆CD运动到处时切割磁感线的有效长度

此时产生的感应电动势

接入电路的电阻

电路电流

3)金属棒切割磁感线的有效长度

金属棒接入电路的电阻阻值

感应电动势

感应电流

金属棒受到的安培力

金属棒做匀速直线运动,由平衡条件得

解得

,没有安培力,拉力不变。

关系图象如下图

练习册系列答案
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【题目】内壁光滑上小下大的圆柱形薄壁气缸竖直放置,上下气缸的横截面积分别为S1=40cm2S2=80cm2,上下气缸的高度分别为h=80cmH=100cm。质量不计的薄活塞将0.5mol氢气(H2的摩尔质量为2g/mol)封闭在气缸内,活塞静止在管口,如图所示。已知氢气的定容比热容CW,定容比热容CW是指单位质量的气体在容积不变的条件下,温度升高或降低1K所吸收或放出的热量。保持缸内气体温度为35不变,用竖直外力缓慢向下推活塞,当活塞恰推至上气缸底部时,外力大小为F,热力学温度与摄氏温度的关系为T=(t+273)K,外界大气压强p0=1.0×105Pag10m/s2,求:

(1)F的大小;

(2)随后再逐渐减小竖直外力的同时改变缸内气体温度,使活塞位置保持不变,直至外力恰为0。这一过程中气体内能的变化量为多少?

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【题目】下列说法正确的是(

A.分子间同时存在着引力和斥力,当分子间距增加时,分子间的引力和斥力都减小

B.根据恒量,可知液体的饱和汽压与温度和体积有关

C.液晶具有液体的流动性,同时其光学性质具有晶体的各向异性特征

D.在不考虑分子势能的情况下,1mol温度相同的氢气和氧气内能相同

E.液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部

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【题目】如图所示,在真空环境中,点电荷MN(图中未画出)分别固定在x0x6a处,在x2a处由静止释放一个负点电荷P,点电荷P仅在电场力作用下沿x轴正方向运动,P的速度与其在x轴上的位置关系如图所示,则下列说法正确的是(  )

A.x4a处的电场强度最大

B.点电荷MN一定是同种电荷

C.点电荷P的电势能先增大后减小

D.点电荷MN所带电荷量之比为4∶1

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【题目】如图1所示,单匝正方形导线框abcd固定于匀强磁场中,磁场方向与导线框平面垂直,磁感应强度B随时间t变化的关系如图2所示,已知垂直纸面向里为磁场的正方向,导线框的边长为1m,其阻值为10Ω.

(1) t0.1s时,求导线框中感应电流的大小和方向

(2) t0时,求导线框ab边所受安培力的大小和方向

(3) t0t0.1s时间内,求:①通过导线某一截面的电荷量q②导线框中产生的焦耳热Q

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【题目】如图所示,在直角坐标系xOy平面内存在一带电量为Q的正点电荷(图中未画出),坐标轴上有A、B、C三点,OA=OB=BC=a,其中A点和B点的电势相等,O点和C点的电势相等,静电力常量为k,则

A. 点电荷位于O点处

B. O点电势比A点电势高

C. C点处的电场强度大小为

D. 将正试探电荷从A点沿直线移动到C点,电势能一直减小

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【题目】某学习小组用图甲所示的实验装置探究动能定理。AB处分别为光电门,可测得小车遮光片通过AB处所用的时间;用小车遮光片通过光电门的平均速度表示小车通过AB点时的速度,钩码上端为拉力传感器,可读出细线上的拉力F

(1)用螺旋测微器测量小车上安装的遮光片宽度如图丙所示,则宽度d=__________mm,适当垫高木板O端,使小车不挂钩码时能在长木板上匀速运动。挂上钩码,从O点由静止释放小车进行实验;

(2)保持拉力F=0.2N不变,仅改变光电门B的位置,读出BA的距离s,记录对于的stB数据,画出图像如图乙所示。根据图像可求得小车的质量m=__________kg

(3)该实验中不必要的实验要求有__________

A.钩码和拉力传感器的质量远小于小车的质量

B.画出图像需多测几组stB的数据

C.测量长木板垫起的高度和木板长度

D.选用宽度小一些的遮光片

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【题目】在坐标原点的波源产生一列沿y轴正方向传播的简谐横波,波源的振动频率为5Hz,该波的波速为__________m/s;某时刻该简谐波刚好传播到y=6m处,如图所示,即可知波源刚开始的振动方向_______(填“沿x轴的正方向”“沿x轴的负方向”“沿y轴的正方向”或“沿y轴的负方向”);该时刻除P点外与图中P质点动能相同的质点有几个?__________

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【题目】如图所示,在水平桌面上放置一周长为L,质量为m的近超导体(导体仍有微小电阻)圆环,圆环的横截面面积为S,电阻率为ρ。一磁铁在外力作用下,从圆环正上方下移至离桌面高H处撤去外力,磁铁恰好受力平衡,此时圆环中的感应电流大小为I,其所在处磁场的磁感应强度大小为B,方向与水平方向成角,经过一段时间后,磁铁会缓慢下移至离桌面高为h的位置,在此下移过程圆环中的感应电流可认为保持不变,设重力加速度g,则

A. 超导圆环的电流方向从上往下看为顺时针方向

B. 磁铁在H处受力平衡时,桌面对超导圆环的支持力为mg+BILcosθ

C. 磁铁下移过程,近超导圆环产生热量为BILcosθH–h

D. 磁铁下移过程,通过近超导圆环的电荷量为

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