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【題目】電磁彈射是我國最新研究的重大科技項(xiàng)目,原理可用下述模型說明。如圖甲所示,虛線MN右側(cè)存在一個(gè)豎直向上的勻強(qiáng)磁場,一邊長L的正方形單匝金屬線框abcd放在光滑水平面上,電阻為R,質(zhì)量為m,ab邊在磁場外側(cè)緊靠MN虛線邊界。t=0時(shí)起磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律是B=B0+kt(k為大于零的常數(shù)),空氣阻力忽略不計(jì)。
(1)求t=0時(shí)刻,線框中感應(yīng)電流的功率P;
(2)若線框cd邊穿出磁場時(shí)速度為v,求線框穿出磁場過程中,安培力對線框所做的功W及通過導(dǎo)線截面的電荷量q;
(3)若用相同的金屬線繞制相同大小的n匝線框,如圖乙所示,在線框上加一質(zhì)量為M的負(fù)載物,證明:載物線框匝數(shù)越多,t=0時(shí)線框加速度越大。
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【題目】如圖甲所示的水平方向的圓筒形區(qū)域內(nèi)存在垂直于橫截面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,圓筒橫截面半徑為R,圓筒長為2R。在磁場區(qū)域右側(cè)有一邊長為2R的正方形截面aa’bb’的矩形收集盒,收集盒長為3R, 盒子的左側(cè)面是空的,上表面abcd、下表面a’b’c’d’使用金屬材料,其余表面為絕緣材料,上下表面間加電壓。在圓筒形區(qū)域的最低處有一條平行于圓筒形磁場軸線的狹縫oo’, 狹縫oo’與a’b’平行等高,大量帶電粒子從狹縫中均勻射出,射出速度方向均在垂直于圓筒形磁場軸線,大小均為v0;粒子經(jīng)過磁場后均能沿垂直于軸線從圓筒形磁場右側(cè)出來,恰好水平向右全部進(jìn)入矩形收集盒,當(dāng)粒子碰到下板后其所帶電荷被中和同時(shí)被收集,粒子打到右側(cè)面cc’dd’時(shí)會(huì)發(fā)光同時(shí)被收集。不計(jì)粒子重力及粒子間的相互作用,忽略電場的邊緣效應(yīng)。求:
(1)判斷粒子的電性并求粒子的比荷;
(2)若如圖乙正視圖=300向左上方進(jìn)入的粒子經(jīng)磁場、電場后恰好擊中盒的下板右邊緣,則上、下兩表面間的電壓為多少?
(3)在收集盒上以a’為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系a’—XYZ, 在狹縫oo’中點(diǎn)處飛出的如圖乙=450向左上方進(jìn)入的粒子經(jīng)磁場、電場后打在收集盒上的位置坐標(biāo)是多少?
(4)若單位時(shí)間內(nèi)射入的粒子數(shù)為n,粒子質(zhì)量為m0,則右側(cè)面單位時(shí)間內(nèi)收集的粒子總質(zhì)量為多少?
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【題目】如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy的第四象限有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,一質(zhì)量為m=5.0×10-8kg、電量為q=1.0×10-6C的帶電粒子。從靜止開始經(jīng)U0=10 V的電壓加速后,從P點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入磁場,已知OP=0.3m。(粒子重力不計(jì),sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:
(1)帶電粒子到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度v的大;
(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0 T,粒子從x軸上的Q點(diǎn)離開磁場,求OQ的距離;
(3)若粒子不能進(jìn)入x軸上方,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B′滿足的條件。
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【題目】我國女子短道速滑隊(duì)在2013年世錦賽上實(shí)現(xiàn)女子3 000 m接力三連冠。觀察發(fā)現(xiàn),“接棒”的運(yùn)動(dòng)員甲提前站在“交棒”的運(yùn)動(dòng)員乙前面,并且開始向前滑行,待乙追上甲時(shí),乙猛推甲一把,使甲獲得更大的速度向前沖出。在乙推甲的過程中,忽略運(yùn)動(dòng)員與冰面間在水平方向上的相互作用,則( )
A. 甲對乙的沖量一定等于乙對甲的沖量
B. 甲、乙的動(dòng)量變化一定大小相等、方向相反
C. 甲的動(dòng)能增加量一定等于乙的動(dòng)能減少量
D. 甲對乙做多少負(fù)功,乙對甲就一定做多少正功
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【題目】如圖所示,水平導(dǎo)軌間距為L=0.5m,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì);導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m=l kg,電阻R0=0.9Ω,與導(dǎo)軌接觸良好;電源電動(dòng)勢E=10V,內(nèi)阻r=0.1Ω,電阻R=4Ω;外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5T,方向垂直于ab,與導(dǎo)軌平面成α=53°角;ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力),定滑輪摩擦不計(jì),線對ab的拉力為水平方向,重力加速度g=10m/s2,ab處于靜止?fàn)顟B(tài).已知sin53°=0.8,cos53°=0.6.求:
(1)通過ab的電流大小和方向.
(2)ab受到的安培力大小和方向.
(3)重物重力G的取值范圍.
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【題目】如圖所示,兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF傾斜放置,間距為L,與水平方向夾角為θ 。導(dǎo)軌的底端接有阻值為R電阻,導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì),F(xiàn)有一垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場大小為B,金屬桿ab長也為L,質(zhì)量為m,電阻為r,置于導(dǎo)軌底端。給金屬桿ab一平行導(dǎo)軌向上的初速度v0,經(jīng)過一段時(shí)間后返回底端時(shí)已經(jīng)勻速。金屬桿在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。求
(1)金屬桿ab剛向上運(yùn)動(dòng)時(shí),流過電阻R的電流方向;
(2)金屬桿ab返回時(shí)速度大小及金屬桿ab從底端出發(fā)到返回底端電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)金屬桿ab從底端出發(fā)到返回底端所需要的時(shí)間。
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【題目】使用多用電表測量電阻時(shí),多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個(gè)直流電源(一般為電池)、一個(gè)電阻和一表頭相串聯(lián),兩個(gè)表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端,F(xiàn)需要測量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢,給定的器材有:待測多用電表,量程為60 mA的電流表,電阻箱,導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)時(shí),將多用電表調(diào)至×1 Ω擋,調(diào)好零點(diǎn);電阻箱置于適當(dāng)數(shù)值。完成下列填空:
(1)儀器連線如圖l所示(a和b是多用電表的兩個(gè)表筆)。若兩電表均正常工作,則表筆a為____(填“紅”或“黑”)色;
(2)若適當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱后,圖1中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖2(a),(b),(c)所示,則多用電表的讀數(shù)為____Ω。電流表的讀數(shù)為_____mA,電阻箱的讀數(shù)為____Ω;
(3)將圖l中多用電表的兩表筆短接,此時(shí)流過多用電表的電流為____mA;(保留3位有效數(shù)字);
(4)計(jì)算得到多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢為______V。(保留3位有效數(shù)字)
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【題目】如圖5所示,兩個(gè)線圈套在同一個(gè)鐵芯上,線圈的繞向在圖中已經(jīng)標(biāo)出。左線圈連著平行導(dǎo)軌M和N,導(dǎo)軌電阻不計(jì),在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab,金屬棒處在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場中。下列說法中正確的是( )
A. 當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn),c點(diǎn)電勢高于d點(diǎn)
B. 當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn),c點(diǎn)與d點(diǎn)等電勢
C. 當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn),c點(diǎn)電勢高于d點(diǎn)
D. 當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn),d點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)
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【題目】小張同學(xué)用以下器材和實(shí)驗(yàn)電路描繪額定電壓為3.0 V小燈泡的伏安特性曲線。
(1)請你在實(shí)物連接圖1中,把還需要連接的導(dǎo)線補(bǔ)上。
(2)該同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,于是取下燈泡,用多用電表檢查其燈絲是否斷了,他應(yīng)選擇__(填選項(xiàng)前的字母);他判斷小燈泡是否完好的依據(jù)是 _____。
A.電流檔 B.直流電壓檔 C.交流電壓檔 D.歐姆檔
(3)排除故障后,某次測量時(shí)電流表的指針位置如圖2所示,其讀數(shù)為_____ A
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【題目】AOC是光滑的直角金屬導(dǎo)軌,AO沿豎直方向,OC沿水平方向,ab是一根靠立在導(dǎo)軌上的金屬直棒(開始時(shí)b離O點(diǎn)很近),如圖所示。它從靜止開始在重力作用下運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中a端始終在AO上,b端始終在OC上,直到ab完全落在OC上,整個(gè)裝置放在一勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直紙面向里,則ab棒在運(yùn)動(dòng)過程中( )
A. 感應(yīng)電流方向始終是b→a
B. 感應(yīng)電流方向先是b→a,后變?yōu)?/span>a→b
C. 所受安培力方向垂直于ab向上
D. 所受安培力方向先垂直于ab向下,后垂直于ab向上
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