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【题目】电磁弹射是我国最新研究的重大科技项目,原理可用下述模型说明。如图甲所示,虚线MN右侧存在一个竖直向上的匀强磁场,一边长L的正方形单匝金属线框abcd放在光滑水平面上,电阻为R,质量为m,ab边在磁场外侧紧靠MN虚线边界。t=0时起磁感应强度B随时间t的变化规律是B=B0+kt(k为大于零的常数),空气阻力忽略不计。
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(1)求t=0时刻,线框中感应电流的功率P;
(2)若线框cd边穿出磁场时速度为v,求线框穿出磁场过程中,安培力对线框所做的功W及通过导线截面的电荷量q;
(3)若用相同的金属线绕制相同大小的n匝线框,如图乙所示,在线框上加一质量为M的负载物,证明:载物线框匝数越多,t=0时线框加速度越大。
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【题目】如图甲所示的水平方向的圆筒形区域内存在垂直于横截面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,圆筒横截面半径为R,圆筒长为2R。在磁场区域右侧有一边长为2R的正方形截面aa’bb’的矩形收集盒,收集盒长为3R, 盒子的左侧面是空的,上表面abcd、下表面a’b’c’d’使用金属材料,其余表面为绝缘材料,上下表面间加电压。在圆筒形区域的最低处有一条平行于圆筒形磁场轴线的狭缝oo’, 狭缝oo’与a’b’平行等高,大量带电粒子从狭缝中均匀射出,射出速度方向均在垂直于圆筒形磁场轴线,大小均为v0;粒子经过磁场后均能沿垂直于轴线从圆筒形磁场右侧出来,恰好水平向右全部进入矩形收集盒,当粒子碰到下板后其所带电荷被中和同时被收集,粒子打到右侧面cc’dd’时会发光同时被收集。不计粒子重力及粒子间的相互作用,忽略电场的边缘效应。求:
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(1)判断粒子的电性并求粒子的比荷;
(2)若如图乙正视图=300向左上方进入的粒子经磁场、电场后恰好击中盒的下板右边缘,则上、下两表面间的电压为多少?
(3)在收集盒上以a’为坐标原点建立坐标系a’—XYZ, 在狭缝oo’中点处飞出的如图乙=450向左上方进入的粒子经磁场、电场后打在收集盒上的位置坐标是多少?
(4)若单位时间内射入的粒子数为n,粒子质量为m0,则右侧面单位时间内收集的粒子总质量为多少?
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【题目】如图所示,在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m=5.0×10-8kg、电量为q=1.0×10-6C的带电粒子。从静止开始经U0=10 V的电压加速后,从P点沿图示方向进入磁场,已知OP=0.3m。(粒子重力不计,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:
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(1)带电粒子到达P点时速度v的大小;
(2)若磁感应强度B=2.0 T,粒子从x轴上的Q点离开磁场,求OQ的距离;
(3)若粒子不能进入x轴上方,求磁感应强度B′满足的条件。
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【题目】我国女子短道速滑队在2013年世锦赛上实现女子3 000 m接力三连冠。观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则( )
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A. 甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量
B. 甲、乙的动量变化一定大小相等、方向相反
C. 甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
D. 甲对乙做多少负功,乙对甲就一定做多少正功
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【题目】如图所示,水平导轨间距为L=0.5m,导轨电阻忽略不计;导体棒ab的质量m=l kg,电阻R0=0.9Ω,与导轨接触良好;电源电动势E=10V,内阻r=0.1Ω,电阻R=4Ω;外加匀强磁场的磁感应强度B=5T,方向垂直于ab,与导轨平面成α=53°角;ab与导轨间动摩擦因数为μ=0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),定滑轮摩擦不计,线对ab的拉力为水平方向,重力加速度g=10m/s2,ab处于静止状态.已知sin53°=0.8,cos53°=0.6.求:
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(1)通过ab的电流大小和方向.
(2)ab受到的安培力大小和方向.
(3)重物重力G的取值范围.
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【题目】如图所示,两条足够长的平行金属导轨PQ、EF倾斜放置,间距为L,与水平方向夹角为θ 。导轨的底端接有阻值为R电阻,导轨光滑且电阻不计。现有一垂直导轨平面向上的匀强磁场大小为B,金属杆ab长也为L,质量为m,电阻为r,置于导轨底端。给金属杆ab一平行导轨向上的初速度v0,经过一段时间后返回底端时已经匀速。金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。求
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(1)金属杆ab刚向上运动时,流过电阻R的电流方向;
(2)金属杆ab返回时速度大小及金属杆ab从底端出发到返回底端电阻R上产生的焦耳热;
(3)金属杆ab从底端出发到返回底端所需要的时间。
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【题目】使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为60 mA的电流表,电阻箱,导线若干。实验时,将多用电表调至×1 Ω挡,调好零点;电阻箱置于适当数值。完成下列填空:
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(1)仪器连线如图l所示(a和b是多用电表的两个表笔)。若两电表均正常工作,则表笔a为____(填“红”或“黑”)色;
(2)若适当调节电阻箱后,图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2(a),(b),(c)所示,则多用电表的读数为____Ω。电流表的读数为_____mA,电阻箱的读数为____Ω;
(3)将图l中多用电表的两表笔短接,此时流过多用电表的电流为____mA;(保留3位有效数字);
(4)计算得到多用电表内电池的电动势为______V。(保留3位有效数字)
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【题目】如图5所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向在图中已经标出。左线圈连着平行导轨M和N,导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法中正确的是( )
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A. 当金属棒ab向右匀速运动时,a点电势高于b点,c点电势高于d点
B. 当金属棒ab向右匀速运动时,b点电势高于a点,c点与d点等电势
C. 当金属棒ab向右加速运动时,b点电势高于a点,c点电势高于d点
D. 当金属棒ab向右加速运动时,b点电势高于a点,d点电势高于c点
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【题目】小张同学用以下器材和实验电路描绘额定电压为3.0 V小灯泡的伏安特性曲线。
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(1)请你在实物连接图1中,把还需要连接的导线补上。
(2)该同学在做该实验时发现小灯泡始终不亮,于是取下灯泡,用多用电表检查其灯丝是否断了,他应选择__(填选项前的字母);他判断小灯泡是否完好的依据是 _____。
A.电流档 B.直流电压档 C.交流电压档 D.欧姆档
(3)排除故障后,某次测量时电流表的指针位置如图2所示,其读数为_____ A
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【题目】AOC是光滑的直角金属导轨,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,ab是一根靠立在导轨上的金属直棒(开始时b离O点很近),如图所示。它从静止开始在重力作用下运动,运动过程中a端始终在AO上,b端始终在OC上,直到ab完全落在OC上,整个装置放在一匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,则ab棒在运动过程中( )
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A. 感应电流方向始终是b→a
B. 感应电流方向先是b→a,后变为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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