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题目
题型:潍坊模拟难度:来源:
如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,上端接有电阻R1=3Ω,下端接有电阻R2=6Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab,从OO′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落0.2m过程中始终与导轨保持良好接触,加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示.求:
(1)磁感应强度B;
(2)杆下落0.2m过程中通过电阻R2的电荷量q.魔方格
答案
(1)由图象知,杆自由下落的高度为h=0.05m,当地的重力加速度g=10m/s2,则杆刚进磁场时的速度为
   v=


2gh
=1m/s
由图象知,杆进入磁场时的加速度为a=-g=-10m/s2
由E=BLv、I=
E
R
、F=BIL得
   F=
B2L2v
R

又R=
R1R2
R1+R2

根据牛顿第二定律得:mg-F=ma
联立解得,B=2T
(2)根据法拉第电磁感应定律得:杆在磁场中产生的平均感应电动势为
.
E
=
△Φ
△t

杆中平均感应电流为
.
I
=
.
E
R

通过杆的电量Q=
.
I
•△t

联立解得Q=0.15C
由于R1=3Ω,R2=6Ω,两个电阻并联,通过它们的瞬时电流关系为
I1
I2
=
R2
R1
=
2
1

故通过电阻R2的电荷量q=
1
3
Q
=0.05C.
答:(1)磁感应强度B是2T;
(2)杆下落0.2m过程中通过电阻R2的电荷量q是0.05C.
核心考点
试题【如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,上端接有电阻R1=3Ω,下端接有电阻R2=6Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m=0.】;主要考察你对牛顿第二定律及应用等知识点的理解。[详细]
举一反三
在探究牛顿第二定律的实验中,得到以下数据:物体质量不变时,加速度a与物体所受合力F的对应数据如表1;物体所受合力不变时,加速度a和物体质量的倒数1/M的对应数据如表2.
表1
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a/(m.s-21.984.065.958.12
f/N1.002.003.004.00
如图所示,直线形挡板p1p2p3与半径为r的圆弧形挡板p3p4p5平滑连接并安装在水平台面b1b2b3b4上,挡板与台面均固定不动.线圈c1c2c3的匝数为n,其端点c1、c3通过导线分别与电阻R1和平行板电容器相连,电容器两极板间的距离为d,电阻R1的阻值是线圈c1c2c3阻值的2倍,其余电阻不计,线圈c1c2c3内有一面积为S、方向垂直于线圈平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度B随时间均匀增大.质量为m的小滑块带正电,电荷量始终保持为q,在水平台面上以初速度v0从p1位置出发,沿挡板运动并通过p5位置.若电容器两板间的电场为匀强电场,p1、p2在电场外,间距为L,其间小滑块与台面的动摩擦因数为μ,其余部分的摩擦不计,重力加速度为g.
求:
(1)小滑块通过p2位置时的速度大小.
(2)电容器两极板间电场强度的取值范围.
(3)经过时间t,磁感应强度变化量的取值范围.魔方格
如图所示,线圈由A位置开始下落,在磁场中受到的磁场力如果总小于重力,则它在A、B、C、D四个位置时,加速度关系为(  )
A.aA>aB>aC>aDB.aA=aC>aB>aD
C.aA=aC>aD>aBD.aA>aC>aB=aD
魔方格
如图所示,两平行的光滑金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上,导轨间距为l、足够长且电阻忽略不计,导轨平面的倾角为α,条形匀强磁场的宽度为d,磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直.长度为2d的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成“
魔方格
”型装置,总质量为m,置于导轨上.导体棒中通以大小恒为I的电流(由外接恒流源产生,图中未画出).线框的边长为d(d<l),电阻为R,下边与磁场区域上边界重合.将装置由静止释放,导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回,导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直.重力加速度为g.
求:(1)装置从释放到开始返回的过程中,线框中产生的焦耳热Q;
(2)线框第一次穿越磁场区域所需的时间t1
(3)经过足够长时间后,线框上边与磁场区域下边界的最大距离Χm魔方格
如图,光滑圆弧轨道与水平轨道平滑相连.在水平轨道上有一轻质弹簧,右端固定在墙M上,左端连接一个质量为2m的滑块C.开始C静止在P点,弹簧正好为原长.在水平轨道上方O处,用长为L的细线悬挂一质量为m的小球B,B球恰好与水平轨道相切于D点,并可绕O点在竖直平面内运动.将质量为m的滑块A从距水平轨道3L高处由静止释放,之后与静止在D点的小球B发生碰撞,碰撞前后速度发生交换.经一段时间A与C相碰,碰撞时间极短,碰后粘在一起压缩弹簧,弹簧最大压缩量为
1
3
L
.P点左方的轨道光滑、右方粗糙,滑块A、C与PM段的动摩擦因数均为μ,A、B、C均可视为质点,重力加速度为g.求:
(1)滑块A与球B碰撞前瞬间的速度大小v0
(2)小球B运动到最高点时细线的拉力大小T;
(3)弹簧的最大弹性势能EP魔方格