题目列表(包括答案和解析)
某同学利用电磁感应现象设计了一种发电装置.如图1为装置示意图,图2为俯视图,将8块相同的磁铁N、S极交错放置组合成一个高h=0.5 m、半径r=0.2 m的圆柱体,并可绕固定的O轴转动.圆柱外侧附近每个磁场区域的磁感应强度大小均为B=0.2 T,磁场方向都垂直于圆柱表面,相邻两个区域的磁场方向相反.紧靠圆柱外侧固定一根与圆柱体等长的金属杆ab,杆与圆柱平行,杆的电阻R=0.4 Ω.从上往下看,圆柱体以ω=100 rad/s的角速度顺时针方向匀速转动.以转到如图所示的位置为t=0的时刻.取g=10 m/s2,π2=10.求:
(1)圆柱转过八分之一周期的时间内,ab杆中产生的感应电动势的大小E;
(2)如图3所示,M、N为水平放置的平行板电容器的两极板,极板长L0=0.314 m,两板间距d=0.125m.现用两根引线将M、N分别与a、b相连.若在t=0的时刻,将一个电量q=+1.00×10-6 C、质量m=1.60×10-8 kg的带电粒子从紧临M板中心处无初速释放.求粒子从M板运动到N板所经历的时间t.不计粒子重力.
(3)在如图3所示的两极板间,若在t=0的时刻,上述带电粒子从靠近M板的左边缘处以初速度v0水平射入两极板间.若粒子沿水平方向离开电场,求初速度v0的大小,并在图中画出粒子对应的运动轨迹.不计粒子重力.
在研究电磁感应现象的过程中,某同学设计了一个如图I所示的实验装置。ABCD为一个右端开口的U型水平导轨,它所在空间有垂直于导轨平面向上的匀强磁场。导体棒AD和BC段导轨是有电阻的,其它部分电阻不计。其中BC段电阻R0=5Ω.现先让导体棒AD在外力作用下沿导轨由静止开始做匀加速直线运动,当导体棒速度达到某一值时,通过调整外力使导体棒立即做该速度下的匀速直线运动。若已知导体棒的长度L=1m,磁场的磁感应强度B0=0.6T。
(1)现要用电压表测量AD两端的电压值,需要将一个量程为3V,内阻值为5kΩ的电压表V的量程扩大为6V,需要在下面给出的电阻箱中选择一个与电压表V串联,你认为应选择 。(请填写选项字母)
A、电阻箱(阻值范围0—99Ω)
B、电阻箱(阻值范围0—999Ω)
C、电阻箱(阻值范围0—9999Ω)
(2)当导体棒的加速度a=1m/s2时,实验者通过传感器采集到的电压U和时间t的多组数据,利用计算机绘制出的U—t的关系图象如图2所示,则可能求出导体棒AD的阻值为 Ω。
(3)实验者改变磁感应强度B的大小,重复上述实验操作。记录导体棒匀速运动时电压表示数Uey磁感应强度B的多组数据,并做出U-B关系图象如图3所示。则在磁感强度增大的过程中导体棒最终速度变化情况为 。(填“变大”、“变小”或“不变”)
学了法拉第电磁感应定律后,为了定量验证感应电动势E与时间Δt成反比,某小组同学设计了如图所示的一个实验装置:线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上,强磁铁和挡光片固定在运动的小车上.每当小车在轨道上运动经过光电门时,光电门会记录下挡光片的挡光时间Δt,同时触发接在线圈两端的电压传感器记录下在这段时间内线圈中产生的感应电动势E.利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出,就能得到一系列的感应电动势E和挡光时间Δt.
在一次实验中得到的数据如下表:
(1)观察和分析该实验装置可看出,在实验中,每次测量的Δt时间内,磁铁相对线圈运动的距离都_______(选填“相同”或“不同”),从而实现了控制________不变;
(2)在得到上述表格中的数据之后,为了验证E与Δt成反比,他们想出两种办法处理数据:第一种是计算法:算出___________,若该数据基本相等,则验证了E与Δt成反比;第二种是作图法:在直角坐标系中作___________关系图线,若图线是基本过坐标原点的倾斜直线,则也可验证E与Δt成反比.
(3)为了验证两个是否成反比的关系,可计算出两个物理量的乘积,如果两个物理量的乘积一定,则两个物理量就成反比;若采用图象法来验证两个物理量的关系,若做出的图线是基本过坐标原点的倾斜直线,则两个物理两成反比.
IB |
d |
I(×10-3A) | 3.0 | 6.0 | 9.0 | 12.0 | 15.0 | 18.0 |
UH(×10-3V) | 1.1 | 1.9 | 3.4 | 4.5 | 6.2 | 6.8 |
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