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【題目】某種發(fā)電機的內部結構平面圖如圖甲,永磁體的內側為半圓柱面形,它與圓柱形鐵 芯之間的窄縫間形成如圖所示B=0.5T的磁場.在磁場中有一個如圖乙所示的U形導線框abcd.已知線框abcd邊長均為0.2m,bc邊長為0.4m,線框以ω=200πrad/s角速度順時針勻速轉動.

(1)從bc邊轉到圖甲所示正上方開始計時,求t=2.5×10-3s這一時刻線框中感應電動勢的大小,并在給定的坐標平面內畫出ad兩點電勢差Uad隨時間變化的關系圖線.(感應電動勢的結果保留兩位有效數字,Uad正值表示Ua>Ud

(2)如將此電壓加在圖丙所示的豎直放置的平行金屬板上,且電動勢為正時E板電勢高,讓一質量為m=6.4×10-13kg,電量為q=3.2×10-10C的帶正電微粒從T/5時刻開始由E板出發(fā)向F板運動,已知EF兩板間距L=0.5m,粒子從E運動到F用多長時間?(粒子重力不計)

【答案】(1)25V;(2)

【解析】(1)線框轉動過程中,bc邊始終和磁場方向垂直,感應電動勢大小不變,設t=2.5×10-3s的感應應電動勢為E:①,代入數據得;

線框轉動的周期

根據安培定則,從t=0開始為正值,Uad為負值,圖象如圖,這一時刻線框轉動,所以線框中的感應電動勢的大小為25V。

(2)在EF上加電壓后,板間產生強度E不變,方向交替變化的勻強電場,微粒時刻開始運動,運動情況如圖,

設微粒在電場中運動的加速度為a,則有;

其中,,

微粒在一個周期內前進的距離⑦,由③④⑤⑥各式得:;

由于粒子做往復運動,故實際運動時間小于4T,運動總時間為t,
其中△t滿足:,

由以上各式

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,長木板的左端固定一個表面光滑的楔形木塊,右端固定一個輕質彈簧,彈簧處于自然狀態(tài)時左端位于A點,且A點右側光滑,在A點處有一個可視為質點的小物塊。整個裝置放在光滑的水平面上,裝置的左端緊靠固定在豎直墻面上的壓力傳感器。給在A點的小物塊一向左的初速度之后,壓力傳感器顯示出壓力隨時間變化的圖象如圖乙所示。假設小物塊從楔形木塊滑到長木板上時無能量損失,已知長木板連同楔形木塊的總質量M=8kg,小物塊的質量m=1kg,重力加速度g=10m/s2,可能用到的數據:,。求:

(1)小物塊與木板間的動摩擦因數及楔形木塊的傾角數值;

(2)彈簧彈性勢能的最大值;

(3)小物塊最終停在長木板上的位置離A點的距離。

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【題目】已知霍爾效應中導體兩側電勢差U與通電電流I的關系為等,其中k為霍爾系數(常量)、B為磁感應強度、I為電流、d為導體的厚度,如圖甲所示。為驗證霍爾效應,實驗小組準備了電源、開關、滑動變阻器、保護電阻、一塊金屬板、電流表、靜電計、導線等器材。已連接部分電路,如圖乙所示,金屬板區(qū)域的勻強磁場豎直向上。

(1)用筆畫線代替導線______,完成圖中電路的連接,要求通過金屬板的電流從零逐漸增加。開關閉合前,滑片應置于_________(填“最左端”或“最右端”)。

(2)改變滑片的位置,讀出電流表的示數,并用靜電計測量金屬板_______(填“前后”或“上下”)兩表面的電勢差。

(3)重復步驟(2),多測幾組金屬板中U—I的數據,驗證霍爾效應中電勢差U與電流I的關系,并畫出U—I圖象。

(4)驗證了導體兩側電勢差U與通電電流I之間遵循關系后,若將磁場方向改為垂直金屬板前表面,測得滑動變阻器在某位置時,電流為I,電壓為U,該材料的霍爾系數為k,金屬板的各邊長度圖中已標出,則所加磁場的磁感應強度大小B=___________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】2018年我國即將發(fā)射“嫦娥四導”登月探測器,將首次造訪月球背面,首次實現(xiàn)對地對月中繼通信,若“嫦娥四號”從距月面高度為100km的環(huán)月圓軌道I上的P點實施變軌,進入近月點為15km的橢圓軌道Ⅱ,由近月點Q落月,如圖所示.關于“嫦娥四號”,下列說法正確的是

A. 沿軌道I運動至P時,需制動減速才能進入軌道Ⅱ

B. 沿軌道Ⅱ運行的周期大于沿軌道I運行的周期

C. 沿軌道Ⅱ運行時,在P點的加速度大于在Q點的加速度

D. 在軌道Ⅱ上由P點運行到Q點的過程中,萬有引力對其做正功,它的動能增加,重力勢能減小,機械能不變

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【題目】一艘潛水艇位于水面下h=200m處,艇上有一個容積V1=2m3的鋼筒,筒內貯有壓強p1=200p0的壓縮氣體,其中p0為大氣壓,p0=1×105pa。已知海水的密度=1×103kg/m3,重力加速度g= 10kg/m2,設海水的溫度不變。有一個與海水相通的裝滿海水的水箱,現(xiàn)在通過細管道將鋼筒中部分空氣壓入該水箱,再關閉管道,水箱中排出海水的體積為V2=10m3,此時鋼管內剩余空氣的壓強為多少?

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【題目】如圖,M、N兩點處于同一水平面,OM、N連線的中點,過O點的豎直線上固定一根絕緣光滑細桿,桿上A、B兩點關于O點對稱,第一種情況,在M、N兩點分別放置電量為+Q-Q的等量異種電荷,套在桿上帶正電的小金屬環(huán)從A點無初速度釋放,運動到B點;第二種情況,在M、N兩點分別放置電量為+Q的等量同種點電荷,該金屬環(huán)仍從A點無初速度釋放,運動到B點,則兩種情況是

A. 金屬環(huán)運動到B點的速度第一種情況較大

B. 金屬環(huán)從A點運動到B點所用的時間第二種情況較短

C. 金屬環(huán)從A點運動到B點的過程中,動能與重力勢能之和均保持不變

D. 金屬環(huán)從A點運動到B點的過程中(不含A、B兩點),在桿上相同位置的速度第一種情況較大

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