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⑴區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度及的方向關(guān)系,⑵環(huán)的最大半徑R. 【查看更多】

如圖甲為一研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的裝置，其中電流傳感器（相當(dāng)于一只理想的電流表）能將各時刻的電流數(shù)據(jù)實(shí)時送到計算機(jī)，經(jīng)計算機(jī)處理后在屏幕上顯示電流I和時間t的關(guān)系圖象。已知電阻R及桿的電阻r均為0.5 Ω，桿的質(zhì)量m及懸掛物塊的質(zhì)量M均為0.1 kg，桿長L=1 m。實(shí)驗(yàn)時，先斷開開關(guān)S，取下細(xì)線調(diào)節(jié)軌道傾角 θ，使桿恰好能沿軌道勻速下滑。然后固定軌道，閉合開關(guān)S，在導(dǎo)軌區(qū)域加一垂直軌道平面向下的勻強(qiáng)磁場，讓桿在物塊M的牽引下從圖示位置由靜止開始釋放，此時計算機(jī)屏幕上顯示出如圖乙所示的It圖象（設(shè)桿在整個運(yùn)動過程中與軌道始終垂直，且細(xì)線始終沿與軌道平行的方向拉桿，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計，細(xì)線與滑輪間的摩擦忽略不計，g=10 m/s²）。試求：

甲乙

（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。

（2）0—0.2 s內(nèi)，通過電阻R的電荷量。

（3）0—0.2 s內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。

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電磁流量計可以用來測量高粘度及強(qiáng)腐蝕性流體的流量.它還具有測量范圍寬、反應(yīng)快、易與其他控制裝置配套等優(yōu)點(diǎn).如圖8-3-30為電磁流量計的示意圖，在非磁性材料做成的圓管道外加一勻強(qiáng)磁場，當(dāng)管中的導(dǎo)電液體流過此磁場區(qū)域時，測出管壁上的a、b兩點(diǎn)間的電動勢E，就可以知道管中液體的流量Q——單位時間內(nèi)流過液體的體積(m³/s).已知管的直徑為D，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，試推導(dǎo)Q與E的關(guān)系表達(dá)式.

甲：從圓管的側(cè)面看

乙：對著液體流來的方向看

圖8-3-30

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（25分）圖中oxy是位于水平光滑桌面上的直角坐標(biāo)系，在的一側(cè)，存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于oxy平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。在的一側(cè)，一邊長分別為和的剛性矩形超導(dǎo)線框位于桌面上，框內(nèi)無電流，框的一對邊與x軸平行。線框的質(zhì)量為m，自感為L。現(xiàn)讓超導(dǎo)線框沿x軸方向以初速度進(jìn)入磁場區(qū)域，試定量地討論線框以后可能發(fā)生的運(yùn)動情況及與初速度大小的關(guān)系。（假定線框在運(yùn)動過程中始終保持超導(dǎo)狀態(tài)）

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（25分）圖中oxy是位于水平光滑桌面上的直角坐標(biāo)系，在的一側(cè)，存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于oxy平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。在的一側(cè)，一邊長分別為和的剛性矩形超導(dǎo)線框位于桌面上，框內(nèi)無電流，框的一對邊與x軸平行。線框的質(zhì)量為m，自感為L�，F(xiàn)讓超導(dǎo)線框沿x軸方向以初速度進(jìn)入磁場區(qū)域，試定量地討論線框以后可能發(fā)生的運(yùn)動情況及與初速度大小的關(guān)系。（假定線框在運(yùn)動過程中始終保持超導(dǎo)狀態(tài)）

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據(jù)報道，北京首條磁懸浮列車運(yùn)營線路已經(jīng)完成前期準(zhǔn)備工作，正待命開工。磁懸浮列車它的驅(qū)動系統(tǒng)可簡化為如圖12模型：固定在列車下端的動力繞組可視為一個矩形純電阻金屬框，電阻為R，金屬框置于xOy平面內(nèi)，長邊MN長為l，平行于y軸，寬為d的NP邊平行于x軸，如圖甲所示。列車軌道沿Ox方向，軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿Ox方向按正弦規(guī)律分布，其空間周期為λ，最大值為B₀，即B=B₀sin（2π），如圖乙所示。金屬框同一長邊上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，整個磁場以速度v₀沿Ox方向勻速平移。列車在驅(qū)動系統(tǒng)作用下沿Ox方向勻速行駛，速度為v(v<v₀)。列車所受總阻力雖然很小但不能忽略。設(shè)在短暫時間內(nèi)，MN、PQ邊所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化可以忽略。

（1）可以證明，當(dāng)線框?qū)挾?i>d=λ/2時，列車可以獲得最大驅(qū)動力，求驅(qū)動力的最大值；

（2）由于列車與磁場的相對運(yùn)動，驅(qū)動力大小在隨時間變化。寫出驅(qū)動力大小隨時間的變化關(guān)系式；

（3）為了列車平穩(wěn)運(yùn)行，設(shè)計方案是在此線框前方合適位置再加一組與線框MNPQ同樣的線框M'N'P'Q'，兩線框間距離滿足一定條件時，列車可以獲得恒定的驅(qū)動力。求恒定驅(qū)動力大小及在兩線框不重疊的情況下兩組線框的MN與M'N'邊的最小距離。

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1．D 解析：該反應(yīng)是輕核的聚變，A錯；輕核的聚變要放出能量B錯；該反應(yīng)中沒有α和β射線產(chǎn)生，但可能有γ產(chǎn)生，C錯；反應(yīng)前樣子總質(zhì)量，反應(yīng)后核子總質(zhì)量，質(zhì)量虧損為，D正確。

2．C 解析：以活塞為研究對象，水平方向活塞受三個力如圖所示，氣體初、末狀態(tài)壓強(qiáng)均等于大氣壓強(qiáng)，此時=0；過程①缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)先增大后減小，則向左先增大后減小，對活塞做負(fù)功， A是對的；過程②缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變且等于，，B是對的；過程③缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)先減小后增大，向右先增大后減小，對活塞做正功，C錯；由熱力學(xué)第一定律得，所以，理想氣體的溫度變化相同時內(nèi)能變化相同，則為負(fù)時Q大，D正確。選C。

3．BD

4．AB

5．A 解析：由圖(c)可知，子彈穿過木塊A的時間為，子彈對木塊A的沖量實(shí)際上等于子彈在穿過A的過程中對A、B的總沖量，即，由于A、B相同，質(zhì)量相等，因此在時間A對B的沖量等于子彈對A的沖量的一半，即，A正確D錯；子彈在穿過B時，相對B的平均速度小于穿過A時相對A的平均速度，因此，，，，BC錯。

6．BC 解析：時刻B板電勢比A板高，電子在時間內(nèi)向B板加速，加速結(jié)束；在時間內(nèi)電子減速，由于對稱，在時刻速度恰好為零，接下來，電子重復(fù)上述運(yùn)動，所以電子一直向B板運(yùn)動，直到從小孔P突出，A錯；無論電子在什么時刻突出P孔，時刻電子都具有最大動能，B正確；電子突出小孔P的時刻不確定，但突出時的動能不大于，C正確D錯。

7．C 解析：運(yùn)動員在到達(dá)P點(diǎn)前做平拋運(yùn)動，y方向做勻速運(yùn)動，x方向做自由落體運(yùn)動，AD兩項(xiàng)錯；當(dāng)運(yùn)動員滑上斜面后，x、y方向都做勻加速運(yùn)動，但加速度小于重力加速度，B對C錯。

8．AC 解析：如圖甲，則振動周期，則，A正確；如圖乙，振動周期則為，若為，則時刻和時刻振動位移分別為A和-A，彈簧的長度不可能相同的。若為，則振動位移為-A，，振動位移為A，B錯；當(dāng)振動周期為時，時刻和時刻振子的位移相等，加速度相等；當(dāng)振動周期為時，時刻和時刻振子的位移為零，加速度為零；C正確；由上述可知，兩種情況位移雖相同，但速度方向相反，動量大小相等，D錯。

9．D 解析：有三個力對金屬棒做功，其中重力做功不改變金屬棒的機(jī)械能，拉力做功金屬棒的機(jī)械能增加，安培力做功金屬棒的機(jī)械能減小，減小的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，因此感應(yīng)電流的功率等于安培力的功率，兩金屬棒速度相等，動能不變，若則系統(tǒng)重力勢能不變，機(jī)械能不變，拉力做的功全部轉(zhuǎn)化為電能，即，AB錯；若，則系統(tǒng)重力勢能增大，機(jī)械能增大，拉力做的功一部分轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)機(jī)械能，一部分轉(zhuǎn)化為電能，則一定大于，C錯D對。

10．BCD 解析：對，，功率隨電流I的減小而減小，A錯B正確；對，，當(dāng)時，有最大值，C正確；若，則隨的增大單調(diào)減小，D正確。

11．0.900 12

12．答案：①乙；②電壓表的示數(shù)，電阻箱的阻值；若選擇圖甲，；若選擇圖乙，則；③若選擇圖甲，則為CE；若選擇圖乙，則為E。

解析：①由于電源電動勢V較小，，電流表的標(biāo)度單位只能是mA或μA，因此約5或5000，5不合題意，5000比電流表內(nèi)阻并不滿足，電壓表內(nèi)阻又未知，因此選擇圖乙，閉合開關(guān)S₂時，保持不變，反復(fù)調(diào)節(jié)，使電流表指針半偏且電壓表示數(shù)不變，則電路總電流不變，使電壓表同時監(jiān)測電路電流，減小實(shí)驗(yàn)誤差，故選擇圖乙；②若選擇圖甲，則，則；選擇圖乙時，開關(guān)S₂閉合前，通過電阻的電流就是通過電流表的電流；③此實(shí)驗(yàn)電源內(nèi)阻對實(shí)驗(yàn)沒有影響，A錯；兩種電路都有電壓表作監(jiān)測電表，因此因此電源電動勢大小及電阻箱阻值的大小均對實(shí)驗(yàn)沒有影響，BD錯；若選擇圖甲，則電壓表內(nèi)阻對電流表兩端電壓的計算有較大影響，而對圖乙，電壓表只起監(jiān)測作用，因此選圖甲時應(yīng)該選擇C項(xiàng)；電阻箱阻值的精確度對實(shí)驗(yàn)直接造成影響，兩種選擇均要選E項(xiàng)。