【题目】如图,电阻不计的足够长的平行光滑金属导轨PX、QY相距L=0.5m,底端连接电阻R=2Ω,导轨平面倾斜角θ=30°,匀强磁场垂直于导轨平面向上,磁感应强度B=1T.质量m=40g、电阻R=0.5Ω的金属棒MN放在导轨上,金属棒通过绝缘细线在电动机牵引下从静止开始运动,经过时间t1=2s通过距离x=1.5m,速度达到最大,这个过程中电压表示数U0=8.0V,电流表实数I0=0.6A,示数稳定,运动过程中金属棒始终与导轨垂直,细线始终与导轨平行且在同一平面内,电动机线圈内阻r0=0.5Ω,g=10m/s2..求:
(1)细线对金属棒拉力的功率P多大?
(2)从静止开始运动的t1=2s时间内,电阻R上产生的热量QR是多大?
(3)用外力F代替电动机沿细线方向拉金属棒MN,使金属棒保持静止状态,金属棒到导轨下端距离为d=1m.若磁场按照右图规律变化,外力F随着时间t的变化关系式?
【答案】(1)0.3W;(2)0.224J;(3)F = 0.016t + 0.208(N)
【解析】
(1)根据能量转化和守恒,有解得 P = 0.3W
(2)当从静止开始运动经过t1=2s时间,金属棒速度达到最大,设此时为vm,金属棒中电动势为E,电流为I1,受到的安培力为F安,细线的拉力为F拉,则,
F安= BI1L
P =F拉vm
F拉 = mgsinθ + F安
解得 vm= 1m/s
金属棒从静止开始运动到达到最大速度过程中,设整个电路中产生的热量为Q,由能量转化和守恒得
解得 QR=0.224J
(3)由图可知
设在t时刻,磁场的磁感应强度为B',金属棒中电动势为E',电流为I',受到的安培力为
F安',则
(T)
,
F安' =B' I'L
F安'
解得 F = 0.016t + 0.208(N)
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【题目】电子灭虫器由两种主要部件组成:诱虫的黑光灯和杀虫的电网。黑光灯发出的紫外线能够引诱害虫飞近黑光灯,然后再利用黑光灯周围的交流高压电网将其“击毙”。如图所示是电网的工作电路示意图,理想变压器将有效值为220 V的交变电压变压,输送到电网,电网相邻两平行板电极间距为0.5 cm,空气在常温下被击穿的临界电场强度为6220 V/cm。为防止两极间空气击穿而造成短路,理想变压器的原、副线圈的匝数应满足一定条件,则下列说法正确的是
A. 变压器的原、副线圈的匝数比:>10
B. 变压器的副、原线圈的匝数比:<10
C. 此变压器为降压变压器
D. 此变压器为升压变压器
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【题目】如图,两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ,间距为L。导轨上端接有一平行板电容器,电容为C。导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为m的金属棒,棒可沿导轨下滑,且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑,求:
(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系;
(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。
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【题目】如图是所示,在水平直导线正下方,放一个可以自由转动的小磁针,现给直导线通以向右的恒定电流,不计其他磁场的影响,则下列说法正确的是( )
A. 小磁针保持不动
B. 小磁针的N极将向下转动
C. 小磁针的N极将垂直于纸面向里转动
D. 小磁针的N极将垂直于纸面向外转动
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【题目】在同一水平面中的光滑平行导轨P、Q相距l=1m,导轨左端接有如图所示的电路.其中水平放置的平行板电容器两极板M、N部距离d=10mm,定值电阻R1=R2=12Ω,R3=2Ω,金属棒ab电阻r=2Ω,其它电阻不计.磁感应强度B=0.5T的匀强磁场竖直穿过导轨平面,当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时,悬浮于电容器两极板之间,质量m=1×10﹣14kg,带电量q=﹣1×10﹣14C的微粒恰好静止不动.取g=10m/s2,在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好.且运动速度保持恒定.试求:
(1)匀强磁场的方向;
(2)ab两端的路端电压;
(3)金属棒ab运动的速度.
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【题目】如图所示,有一个垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为1cm.在纸面内先后放不同的圆形线圈,圆心均在O处,A线圈半径为lcm,10匝;B线圈半径为2cm,1匝;C线圈半径为0.5cm,1匝.
(1)在磁感应强度B减小为0.4T的过程中,线圈A和B中磁通量变化量的大小分别为多少?
(2)若磁感应强度的大小维持0.8T不变而方向转过,则在此过程中线圈C中磁通量变化量的大小为多少?
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【题目】如图所示,在匀强电场中平行于电场的平面内有三点A、B、C,其电势分别为A=4V,B=2V,C=10V,已知=5cm,△ABC为直角三角形,∠C为30°,∠A为90°,则该匀强电场的电场强度E的大小是
A.80V/m
B.80V/m
C.160V/m
D.160V/m
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【题目】用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度.该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器.用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块,滑块可无摩擦滑动,两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上,其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出.现将装置沿运动方向固定在汽车上,传感器b在前,传感器a在后.汽车静止时,传感器a、b的示数均为10 N(取g=10 m/s2).
(1)若传感器a的示数为14 N、b的示数为6.0 N,求此时汽车的加速度大小和方向.
(2)当汽车以怎样的加速度运动时,传感器a的示数为零?
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【题目】多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个电池、一个电流表和一个电阻串联而成的电路,量表笔分别位于此串联电路的两端。如图(a)所示。现利用一个量程为5V、内阻约为十几千欧的电压表测量其内部电源的电动势(不能将电池拆下)。
(1)己知多用电表刻度盘中的电阻刻度中间数值为15,在测量前应把多用电表的选择开关调至______ (选填“Ω×100”或“Ω×1K" )档,再进行欧姆调零。
(2)图(b)是实验用的电压表和待测多用电表,请你把实验电路连接好________。
(3)测量时,多用电表的示数如图(c)所示,电压表的示数如图(d)所示。多用电表和电压表的读数分别为 _______KΩ和_____V。 根据测量数据计算可得多用电表内部电池电动势为____V。(计算结果保留三位有效数字)
(4)多用电表使用较长时间后,其内部电池的电动势会稍有下降,内阻会变大,测电阻时,将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,仍可使表针调至零欧姆刻度。这时测量出的电阻值R测与所测电阻的真实值R真相比,R测 ___R真(选填“>”、“<"或“=”)。
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