1.解答题- (共4题)
1.
如图甲所示,质量m=3×10-3 kg的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中,“”形框的水平细杆CD长l=0.20 m,处于磁感应强度大小B1=1.0 T、方向水平向右的匀强磁场中.有一匝数n=300匝、面积S=0.01 m2的线圈通过开关K与两水银槽相连.线圈处于与线圈平面垂直的、沿竖直方向的匀强磁场中,其磁感应强度B2的大小随时间t变化的关系如图乙所示.(g=10 m/s2)

(1)求0~0.10 s内线圈中的感应电动势大小;
(2)t=0.22 s时闭合开关K,若细杆CD所受安培力方向竖直向上,判断CD中的电流方向及磁感应强度B2的方向;
(3)t=0.22 s时闭合开关K,若安培力远大于重力,细框跳起的最大高度h=0.20 m,求通过细杆CD的电荷量.


(1)求0~0.10 s内线圈中的感应电动势大小;
(2)t=0.22 s时闭合开关K,若细杆CD所受安培力方向竖直向上,判断CD中的电流方向及磁感应强度B2的方向;
(3)t=0.22 s时闭合开关K,若安培力远大于重力,细框跳起的最大高度h=0.20 m,求通过细杆CD的电荷量.
2.
间距为
的两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成,如图所示,倾角为θ的导轨处于大小为
,方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅰ中,水平导轨上的无磁场区间静止放置一质量为3
的“联动双杆”(由两根长为
的金属杆,
和
,用长度为L的刚性绝缘杆连接而成),在“联动双杆”右侧存在大小为
,方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅱ,其长度大于L,质量为
,长为
的金属杆
,从倾斜导轨上端释放,达到匀速后进入水平导轨(无能量损失),杆
与“联动双杆”发生碰撞后杆
和
合在一起形成“联动三杆”,“联动三杆”继续沿水平导轨进入磁场区间Ⅱ并从中滑出,运动过程中,杆
、
和
与导轨始终接触良好,且保持与导轨垂直。已知杆
、
和
电阻均为
。不计摩擦阻力和导轨电阻,忽略磁场边界效应。求:

(1)杆
在倾斜导轨上匀速运动时的速度大小
;
(2)联动三杆进入磁场区间II前的速度大小
;
(3)联动三杆滑过磁场区间II产生的焦耳热





















(1)杆


(2)联动三杆进入磁场区间II前的速度大小

(3)联动三杆滑过磁场区间II产生的焦耳热

3.
为了探究电动机转速与弹簧伸长量之间的关系,小明设计了如图所示的装置.半径为l的圆形金属导轨固定在水平面上,一根长也为l,电阻为R的金属棒ab一端与导轨接触良好,另一端固定在圆心处的导电转轴00"上,由电动机A带动旋转。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面,大小为B1、方向竖直向下的匀强磁场。另有一质量为m、电阻为R的金属棒cd用轻质弹簧悬挂在竖直平面内,并与固定在竖直平面内的“U”型导轨保持良好接触,导轨间距为l,底部接阻值也为R的电阻,处于大小为B2、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中。从圆形金属导轨引出导线和通过电刷从转轴引出导线经开关S与“U”型导轨连接。当开关S断开,棒cd静止时,弹簧伸长量为x0;当开关S闭合,电动机以某一转速匀速转动,棒cd再次静止时,弹簧伸长量变为x(不超过弹性限度)。不计其余电阻和摩擦等阻力,求此时

(1)通过棒cd的电流Icd
(2)电动机对该装置的输出功率P;
(3)电动机转动角速度
与弹簧伸长量x之间的函数关系.

(1)通过棒cd的电流Icd
(2)电动机对该装置的输出功率P;
(3)电动机转动角速度

4.
如图甲所示,发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具,它在飞起时能够持续发光.某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化:如图乙所示,半径为L的导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴O1O2以角速度ω逆时针匀速转动(俯视).圆环上接有电阻均为r的三根金属辐条OP、OQ、OR,辐条互成120°角.在圆环左半部分张角也为120°角的范围内(两条虚线之间)分布着垂直圆环平面向下磁感应强度为B的匀强磁场,在转轴O1O2与圆环的边缘之间通过电刷M、N与一个LED灯相连(假设LED灯电阻为r).其他电阻不计,从辐条OP进入磁场开始计时.

(1)在辐条OP转过120°的过程中,辐条OP两端的电势哪端高?OP两端电压U是多大?
(2)求OP转过120°的过程中通过LED灯的电流和整个装置消耗的电能;
(3)为使LED灯发光时更亮,在装置设计上可采取哪些改进措施?(请写出两条措施)

(1)在辐条OP转过120°的过程中,辐条OP两端的电势哪端高?OP两端电压U是多大?
(2)求OP转过120°的过程中通过LED灯的电流和整个装置消耗的电能;
(3)为使LED灯发光时更亮,在装置设计上可采取哪些改进措施?(请写出两条措施)
试卷分析
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【1】题量占比
解答题:(4道)
-
【2】:难度分析
1星难题:0
2星难题:0
3星难题:0
4星难题:1
5星难题:0
6星难题:3
7星难题:0
8星难题:0
9星难题:0