19.解析:(1)在t时刻AB棒的坐标为
感应电动势
回路总电阻
回路感应电流
棒匀速运动时有F=F安=Bil
解得:
(2)导体棒AB在切割磁感线的过程中产生半个周期的正弦交流电
感应电动势的有效值为
回路产生的电热
通电时间
联立解得
17.解析;(1)金属棒ab静止时,粒子在磁场中做匀速圆周运动,设轨迹半径为,则
垂直打在金属板上,则
解得
代入数据得 100 m/s
(2)当金属棒ab匀速运动时,感应电动势
板间电压: )
粒子沿直线穿过板间,则粒子受电场力、洛仑兹力平衡,做匀速直线运动
解得:
代入数据得 50 m/s
由左手定则知,粒子所受洛仑兹力方向垂直M板,故粒子所受电场力应该垂直于N板,由右手定则知,ab棒应水平向右运动。
答案:(1)100 m/s(2)50 m/s,水平向右
18解析:(1)粒子在Q间射出,轨迹如图所示。
由 qv0B=mv02/R1
得R1=mv02/qB1
同理得 R2=mv02/qB2
又d=(2n+1)(R1+R2)
(n=0,1,2,3……)
因此d=。
(2)粒子在磁场B1中做圆周运动的周期,在磁场B2中做圆周运动的周期
粒子在Q间射出,在两个磁场中分别经历2n+1个,所以
16.解析:(1)由楞次定律(或右手定则),线框中感应电流的方向为逆时针(或abcda)…
(2)设t=2.0s时的速度为v,据题意有:BLv=IR 解得
m/s=0.4m/s…
(3)设t=5.0s时的速度为v′,整个过程中线框中产生的焦耳热为Q,则有:
BLv′=I′R…
…
由上述两式解得:J=1.67J
15.解析:(1)根据法拉第电磁感应定律
求出 E = 1.2V
(2)根据全电路欧姆定律
根据
求出 P = 5.76×10-2W
(3)S断开后,流经R2的电量即为S闭合时C板上所带的电量Q
电容器两端的电压 U = IR2=0.6V
流经R2的电量 Q = CU = 1.8×10-5C
13.解析:(1)框架向右运动,切割磁感线,产生电动势,在框内产生向下的匀强电场,粒子做匀速圆周运动,说明电场力和重力平衡,故小油滴带负电.
(2)由左手定则,判断出油滴做顺时针转动,框架产生的电动势E=Bdv1
框内电压U=E
匀强电场场强E′==Bv1
电场力F、重力G平衡,qE′=mg
半径R=
由以上各式解得R=.
答案:负
14解析:(1)金属棒ab静止时,粒子在磁场中做匀速圆周运动,设轨迹半径为,则
①
垂直打在金属板上,则 ②
解得 ③
代入数据得 100 m/s
(2)当金属棒ab匀速运动时,感应电动势 ④
板间电压: ⑤
粒子沿直线穿过板间,则粒子受电场力、洛仑兹力平衡,做匀速直线运动
⑥
解得:⑦
代入数据得 50 m/s
由左手定则知,粒子所受洛仑兹力方向垂直M板,故粒子所受电场力应该垂直于N板,由右手定则知,ab棒应水平向右运动。
[答案](1)100 m/s(2)50 m/s,水平向右
12.解析:先求电流的有效值,但本题不能简单套用正弦交变电流的最大值是有效值的倍的关系。
根据有效值的定义,选择一个周期的时间,利用在相同时间内通过相同的电阻产生相等的热量,由焦耳定律得:
即解得
由变压器的变比公式:
解得
所以定值电阻的功率为:
11.解析:开始小球受力见图(a),N=Eq,由题意知mg>μEq,所以小球加速向下运动,以后小球受洛伦兹力(如图b),相应N、f均增加,小球加速度减小,速度仍在增加,只是增加得慢了,洛伦兹力、弹力、摩擦力将随之增加,合力继续减小,直到加速度a=0时,小球速度达到最大值后匀速运动,有:mg=μ(Eq+qvmB),vm=.
答案:一直减小(直至为0) 先增大后不变
10.[解析]当杆达到最大速度vm时,得,A错;由公式,B对;在棒从开始到达到最大速度的过程中由动能定理有:,其中,,恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量与回路产生的焦耳热之和,C错;恒力F做的功与安倍力做的功之和等于于杆动能的变化量与克服摩擦力做的功之和,D对。
答案BD
9.解析:传感器内线圈的磁感应强度如图乙,在图乙中斜率既能反映线圈内产生的感应电流的方向变化,又能放映感应电流的大小变化.t=0.1 s时刻,斜率最大,线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值,并且产生的感应电流的方向发生了变化,所以AC正确;同理可知t=0.15 s时刻线圈内产生的感应电流的方向变化及大小变化情况,CD不正确.
答案:AC
8.[解析]当电键S接通时,由于自感现象的存在,流过线圈的电流由零变大时,线圈上产生自感电动势的方向是左边正极,右边负极,使通过线圈的电流从零开始慢慢增加,所以开始瞬时电流几乎全部从通过,而该电流又将同时分路通过和R,所以先达最亮,经过一段时间电路稳定后,和达到一样亮.
当电键S断开时电源电流立即为零,因此立即熄灭,而对,由于通过线圈的电流突然减弱,线圈中产生自感电动势(右端为正极,左端为负极),使线圈L和组成的闭合电路中有感应电流,所以后暗.
答案:C
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