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如图17-12甲所示,由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd的电阻为R,ab=bc=cd=da=l.现将线框以与ab垂直的速度v匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域,整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场边界平行.令线框的cd边刚与磁场左边界重合时t=0,电流沿abcda流动的方向为正.

(1)求此过程中线框产生的焦耳热.

(2)在图17-12乙中画出线框中感应电流随时间变化的图象.

(3)在图17-12丙中画出线框中a、b两点间电势差uab随时间t变化的图象.

图17-12

(1)2  (2)见图甲  (3)见图乙


解析:

(1)ab或cd切割磁感线所产生的感应电动势E=Blv,对应的感应电流为I=,ab边或cd边所受的安培力为F=BIl=.

    外力所做的功为W=2F×l=2,由能的转化和守恒定律知,线框匀速拉出过程中所产生的焦耳热应与外力所做的功相等,即Q=W=2.

(2)令I0=,画出的图象分为三段,如下图甲所示.

    t=0—,i=-I0.

    t=,i=0.

    t=,i=I0.

(3)令U0=Blv,画出的图象分为三段,如下图乙所示.

    t=0—,uab=,

    t=,uab=×R=-Blv=-U0,

    t=,uab=.

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(2012?卢湾区一模)某班级同学用如图(a)所示的装置验证加速度a和力F、质量m的关系.甲、乙两辆小车放在倾斜轨道上,小车甲上固定一个力传感器,小车乙上固定一个加速度传感器(可以测量乙在任意时刻的加速度大小),力传感器和小车乙之间用一根不可伸长的细线连接,在弹簧拉力的作用下两辆小车一起开始运动,利用两个传感器可以采集记录同一时刻小车乙受到的拉力和加速度的大小.
(1)下列关于实验装置和操作的说法中正确的是
BD
BD
(多选)
(A)轨道倾斜是为了平衡小车甲受到的摩擦力
(B)轨道倾斜是为了平衡小车乙受到的摩擦力
(C)实验中,在小车乙向下运动的过程中均可采集数据
(D)实验中,只能在小车乙加速运动的过程中采集数据
(2)四个实验小组选用的小车乙(含力传感器)的质量分别为m1=0.5kg、m2=1.0kg、m3=1.5kg和m4=2.0kg,其中有三个小组已经完成了a-F图象,如图(b)所示.最后一个小组的实验数据如下表所示,请在图(b)中完成该组的a-F图线;
实验次数 1 2 3 4 5 6
拉力F(N) 24.5 20.0 17.5 12.0 8.1 4.8
加速度a(m/s2 16.3 13.3 11.7 8.0 5.4 3.2
(3)在验证了a和F的关系后,为了进一步验证a和m的关系,可直接利用图(b)的四条图线收集数据,然后作图.请写出具体的做法:
①如何收集数据?
在a-F图象上做一条垂直于横轴的直线,与四条图线分别有个交点,记录下四个交点的纵坐标a,分别与各图线对应的m组成四组数据.
在a-F图象上做一条垂直于横轴的直线,与四条图线分别有个交点,记录下四个交点的纵坐标a,分别与各图线对应的m组成四组数据.

②为了更直观地验证a和m的关系,建立的坐标系应以
加速度a
加速度a
为纵轴:以
质量的倒数
1
m
质量的倒数
1
m
为横轴.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图17-12甲所示,由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd的电阻为R,ab=bc=cd=da=l.现将线框以与ab垂直的速度v匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域,整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场边界平行.令线框的cd边刚与磁场左边界重合时t=0,电流沿abcda流动的方向为正.

(1)求此过程中线框产生的焦耳热.

(2)在图17-12乙中画出线框中感应电流随时间变化的图象.

(3)在图17-12丙中画出线框中a、b两点间电势差uab随时间t变化的图象.

图17-12

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科目:高中物理 来源:2013-2014学年湖南省“五市十校”高三第一次联合检测(12月)物理试卷(解析版) 题型:实验题

某班级同学用如图(a)所示的装置验证加速度a和力F、质量m的关系。

甲、乙两辆小车放在倾斜轨道上,小车甲上固定一个力传感器,小车乙上固定一个加速度传感器(可以测量乙在任意时刻的加速度大小),力传感器和小车乙之间用一根不可伸长的细线连接,在弹簧拉力的作用下两辆小车一起开始运动,利用两个传感器可以采集记录同一时刻小车乙受到的拉力和加速度的大小。

(1)下列关于实验装置和操作的说法中正确的是(      )(多选)

(A)轨道倾斜是为了平衡小车甲受到的摩擦力

(B)轨道倾斜是为了平衡小车乙受到的摩擦力

(C)实验中,在小车乙向下运动的过程中均可采集数据

(D)实验中,只能在小车乙加速运动的过程中采集数据

(2)四个实验小组选用的小车乙(含力传感器)的质量分别为m1=0.5kg、m2=1.0kg、m3=1.5kg和m4=2.0kg,其中有三个小组已经完成了a-F图像,如图(b)所示。最后一个小组的实验数据如下表所示,请在图(b)中完成该组的a-F图线;

实验次数

1

2

3

4

5

6

拉力F(N)

24.5

20.0

17.5

12.0

8.1

4.8

加速度a(m/s2

16.3

13.3

11.7

8.0

5.4

3.2

(3)在验证了a和F的关系后,为了进一步验证a和m的关系,可直接利用图(b)的四条图线收集数据,然后作图。请写出具体的做法:

①如何收集数据?______________________________________________________________;

②为了更直观地验证a和m的关系,建立的坐标系应以___________为纵轴:以___________为横轴。

 

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

某班级同学用如图(a)所示的装置验证加速度a和力F、质量m的关系。甲、乙两辆小车放在倾斜轨道上,小车甲上固定一个力传感器,小车乙上固定一个加速度传感器(可以测量乙在任意时刻的加速度大小),力传感器和小车乙之间用一根不可伸长的细线连接,在弹簧拉力的作用下两辆小车一起开始运动,利用两个传感器可以采集记录同一时刻小车乙受到的拉力和加速度的大小。

(1)下列关于实验装置和操作的说法中正确的是(      )(多选)

(A)轨道倾斜是为了平衡小车甲受到的摩擦力

(B)轨道倾斜是为了平衡小车乙受到的摩擦力

(C)实验中,在小车乙向下运动的过程中均可采集数据

(D)实验中,只能在小车乙加速运动的过程中采集数据

(2)四个实验小组选用的小车乙(含力传感器)的质量分别为m1=0.5kg、m2=1.0kg、m3=1.5kg和m4=2.0kg,其中有三个小组已经完成了a-F图像,如图(b)所示。最后一个小组的实验数据如下表所示,请在图(b)中完成该组的a-F图线;

实验次数

1

2

3

4

5

6

拉力F(N)

24.5

20.0

17.5

12.0

8.1

4.8

加速度a(m/s2

16.3

13.3

11.7

8.0

5.4

3.2

(3)在验证了aF的关系后,为了进一步验证am的关系,可直接利用图(b)的四条图线收集数据,然后作图。请写出具体的做法:

①如何收集数据?______________________________________________________________;

②为了更直观地验证am的关系,建立的坐标系应以___________为纵轴:以___________为横轴。

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