题目列表(包括答案和解析)
14.(15分)如图甲所示,质量为m,长为l的铜棒,用长度亦为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,未通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度,求此棒中恒定电流的大小。
同学甲的解法如下:对铜棒进行受力分析,通电时导线向外偏转,说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外,受力如图乙所示(侧视图)。当最大偏转角θ时,棒受力平衡,有: , 得
同学乙的解法如下:铜棒向外偏转过程中,导线拉力不做功,如图丙所示。
F做功为:
重力做功为:
由动能定理得:,
得
请你对同学甲和乙的解答作出简要的评价;若你对两者都不支持,则给出你认为正确的解答。
13.(15分)如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻,匀强磁场方向与导轨平面垂直,质量为0.2kg、电阻为r的金属棒放在两导轨上,R:r=4:1,并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.
⑴求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;
⑵当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小;
⑶在⑵问中,若R=2Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.
(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
12.(12分)(1)探究楞次定律的实验中除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外,还要用到电表,请从下列电表中选择 ▲
A.量程为0-3V的-电压表 B.量程为0-3A的电流表
C.量程为0-0.6A的电流表 D.灵敏电流计
(2)某同学按照下列步骤进行实验:
①将已知绕向的螺线管与电表连接 ;
②设计表格,记录将磁铁N、S插入和抽出过程中引起感应电流的磁场方向、磁通量变化、产生的感应电流方向、感应电流的磁场方向;
③分析实验结果,得出结论
上述实验中,漏掉的实验步骤是 ▲ ▲ ▲
(3)下图(a)为某实验小组利用微电流传感器在做验证楞次定律DIS实验时在计算机屏幕上得到的波形图,某横坐标为时间t,纵坐标为电流I。根据图线分析知道:将条形磁针的N极插入线圈时得到图(a)内①所示图线。
现用一根磁棒,如图(b)所示,从很远处按原方向匀速沿圆形线圈的轴线运动,并穿过线圈向远处而去,下列四图中较正确反映线圈中电流I与时间t关系的是 ▲
11.(8分)如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.1T,框架宽度L=0.4m,框架电阻不计。金属棒电阻R=0.8Ω,定值电阻R1=2Ω,R2=3Ω,当金属棒以v=5m/s的速度向左匀速运动时,则流过金属棒的感应电流大小为___▲___A;若电容器的电容C=3μF,则稳定时电容器的带电量为_______▲_____C。
10.(8分)目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机,图表示它的发电原理:将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和带负电的微粒,而从整体上来说呈电中性)喷入磁场,由于等离子体在磁场力的作用下运动方向发生偏转,磁场中的两块金属板A和B上就会聚集电荷,从而在两板间产生电压. 请你判断:在图示磁极配置的情况下,金属板 ▲ (选填“A”或“B”)的电势较高,通过电阻R的电流方向是 ▲ (选填“a→b”或“b→a”).
9.回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图所示.它的核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近,分别和高频交流电源相连接,两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,带电粒子由加速器的中心附近进人加速器,直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。如果用同一回旋加速器分别加速氚核和粒子(氚核和粒子质量比为3:4,电荷量之比为1:2),则以下说法正确的是:
A.加速粒子的交流电源的周期较大,粒子获得的最大动能较小
B.加速氚核的交流电源的周期较大,氚核获得的最大动能较小
C.若增大加速电压,氚核获得的最大动能增大
D.若增大加速电压,氚核在加速器中运动的总时间变短
第Ⅱ卷(非选择题 共89分)
8.如图甲所示,让闭合矩形铜线圈abcd从高处自由落下一段后进入匀强磁场;在下落过程中,线圈平面始终与磁场方向保持垂直,且bc边保持水平,在bc边开始进入磁场到ad边刚进入磁场的这一段时间里,表示线圈运动情况的v-t图象可能的是:
7.足够长的光滑绝缘槽,与水平方向的夹角分别为α 和β(α<β),如图所示,加垂直于纸面向里的磁场, 分别将质量相等,带等量正、负电荷的小球a和 b,依次从两斜面的顶端由静止释放,关于两球 在槽上的运动,下列说法中正确的是:
A.在槽上a、b两球都做匀加速直线运动,aa>ab
B.在槽上a、b两球都做变加速直线运动,但总有aa>ab
C.a、b两球沿直线运动的最大位移分别为Sa、Sb,则Sa<Sb
D.a、b两球沿槽运动的时间分别为ta、tb,则ta<tb
6.如图所示,电阻R的两端a、b分别与平行金属导轨M、N相连,有匀强磁场与导轨所在平面垂直,一根导体棒横放在两导轨上,且与导轨接触良好,要使a点的电势比b点的电势高,则导体棒在两根平行的导轨上应该:
A.向左加速滑动
B.向右加速滑动
C.向左减速滑动
D.向右减速滑动
5.三角形导线框abc放在匀强磁场中,磁感线方向与线圈平面垂直,磁感强度B随时间变化的图像如图所示.t=0时磁感应强度方向垂直纸面向里,则在0-4s时间内,线框的ab边所受安培力随时间变化的图像是如图所示的(力的方向规定向右为正):
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