题目内容

5.如图中PQRS为一正方形导线框,它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场,磁场方向垂直线框平面,MN线与线框的边成45°角.从S点进入磁场开始计时,以顺时针方向为电流正方向,则线框中感应电流I与时间t的关系图为(  )
A.B.C.D.

分析 本题的关键是明确导线框的有效切割长度的含义,从图中可以看出,当S点经过边界MN时有效切割长度最大为RQ,即当导线框从R到P进入磁场的过程中,有效切割长度先增大后减小.根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律结合分析.同时根据右手定则判断电流的方向.

解答 解:由图可知,当线框进入磁场时,切割部分的有效长度越来越大,故等效电流越来越大,根据右手定则可知,电流方向为逆时针;当RP点经过边界MN时,线框的有效切割长度最大,等于SR所以产生的感应电动势最大,感应电流最大,此后等效长度减小,电流减小,但仍为右端切割,根据右手定则可知,电流为逆时针,故只有B正确,ACD错误.
故选:B.

点评 此题关键要明确感应电动势E=BLv的含义,知道L是有效切割长度,即L是与B及v都垂直的长度,注意本题中可以理解为在MN上的两点间长度在竖直方向上的投影在切割磁感线,同时注意右手定则的正确应用.

练习册系列答案
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20.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图甲所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz.开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列点.图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),测出各计数点到A点之间的距离如图所示.请完成下列小题:

(1)根据图中数据计算:(保留两位有效数字)
①打C点时滑块的速度的大小为0.54m/s;
②滑块的加速度a=1.0 m/s2
?若在实验过程中交流电的频率超过50Hz,但计算时频率还是用50Hz,由此计算出的加速度值将偏小 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(2)为了测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的是CD
A.木板的长度L      B.木板的质量m1
C.滑块的质量m2   D.托盘和砝码的总质量m3     E.滑块运动的时间t
(3)不计打点计时器与纸带间及细绳与滑轮间的阻力,则滑块与木板间的动摩擦因数μ==$\frac{{m}_{3}g-({m}_{2}+{m}_{3})a}{{m}_{2}g}$(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).
10.如图甲所示的装置叫做阿特伍德机,是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律.某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律,如图乙所示.
(1)实验时,该同学进行了如下操作:
①将质量均为M(A的含挡光片、B的含挂钩)的重物用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态.测量出挡光片中心(填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h.
②在B的下端挂上质量为m的物块C,让系统(重物A、B以及物块C)中的物体由静止开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为△t.
③测出挡光片的宽度d,计算有关物理量,验证机械能守恒定律.
(2)如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,应满足的关系式为mgh=$\frac{1}{2}$(2M+m)($\frac{d}{△t}$)2 (已知重力加速度为g).
(3)引起该实验系统误差的原因有绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等(写一条即可).
(4)验证实验结束后,该同学突发奇想:如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,不断增大物块C的质量m,重物B的加速度a也将不断增大,那么a与m之间有怎样的定量关系?a随m增大会趋于一个什么值?请你帮该同学解决:
①写出a与m之间的关系式:a=$\frac{g}{\frac{2M}{m}+1}$(还要用到M和g).
②a的值会趋于重力加速度g.

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