题目内容
【题目】如图甲所示,在光滑绝缘水平面内。两条平行虚线间存在一匀强磁场。磁感应强度方向与水平面垂直。边长为l的正方形单匝金属线框abcd位于水平面内,cd边与磁场边界平行。
时刻线框在水平外力F的作用下由静止开始做匀加速直线运动通过该磁场,回路中的感应电流大小与时间的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
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A. 水平外力为恒力
B. 匀强磁场的宽度为![]()
C. 从开始运动到ab边刚离开磁场的时间为![]()
D. 线框穿出磁场过程中外力F做的功大于线框进入磁场过程中外力F做的功
【答案】BCD
【解析】
根据线框感应电流
,结合i-t图象知道,线框做匀加速直线运动,从而再根据图象找到进入和穿出磁场的时刻,由运动学公式就能求出磁场宽度、ab边离开的时间。根据感应电流的方向,结合楞次定律得出磁场的方向。根据安培力公式得出导线框所受的安培力。
线框进入磁场的时候,要受到安培力的作用,电流是变化的,安培力也是变化的,因此外力F必然不是恒力,选项A错误;由图乙可知2t0~4t0时间内线框进入磁场,设线框匀加速直线运动的加速度为a,边框长为:l=
a(4t0)2
a(2t0)2=6at02;磁场的宽度为:d=
a(6t0)2
a(2t0)2=16at02;故d=
,故选项B正确;设t时刻线框穿出磁场,则有:6at02=
at2
a(6t0)2,解得:t=4
t0,选C正确;线框进入磁场过程的位移与出磁场过程的位移相等,根据
可知,线框出离磁场过程中的水平拉力大于进入磁场过程中的水平拉力,线框穿出磁场过程中外力F做的功做的功大于线框进入磁场过程中水平拉力做的功,选项D正确。故选BCD。
【题目】为了“探究加速度与力、质量的关系”,现提供如图所示实验装置.请思考探究思路并回答下列问题:
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(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是___________
A.将不带滑轮的木板一端垫高适当,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B.将不带滑轮的木板一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C.将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D.将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运
动
(2)在“探究加速度与力、质量关系”的实验中,得到一条打点的纸带,如图所示,已知相邻计数点间的时间间隔为T,且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出,则小车加速度的表达式为a=___________;
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(3)消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后,可用钩码总重力代替小车所受的拉力,此时钩码m与小车总质量M之间应满足的关系为_______________;
(4)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码质量不变,改变小车质量m,得到的实验数据如下表:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
小车加速度a/ms-2 | 0.77 | 0.38 | 0.25 | 0.19 | 0. 16 |
小车质量m/kg | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1. 00 |
为了验证猜想,请在下列坐标系中作出最能直观反映a与m之间关系的图象.
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