题目内容
如图甲所示,光滑绝缘水平面上,磁感应强度B=2T的匀强磁场以虚线MN为左边界,MN的左侧有一质量m=0.1kg,bc边长L1=0.2m,电阻R=2Ω的矩形线圈abcd,t=0时,用一恒定拉力F拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速运动,经过时间1 s,线圈的bc边到达磁场边界MN,此时立即将拉力F改为变力,又经过1s,线圈恰好完全进入磁场.整个运动过程中,线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示.
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(1)求线圈bc边刚进入磁场时的速度v1和线圈在第ls内运动的距离x;
(2)写出第2s内变力F随时间t变化的关系式;
(3)求出线圈ab边的长度L2.
(1)
(2)
(3)![]()
【解析】
试题分析::(1)由图乙可知,线圈刚进入磁场时的感应电流![]()
由
及
①得
②
③
(2)由图乙知,在第2s时间内,线圈中的电流随时间均匀增加,线圈速度随时间均匀增加,线圈所受安培力随时间均匀增加,且大小
④
t=2s时线圈的速度
⑤
线圈在第2s时间内的加速度
⑥
由牛顿定律得
⑦
(3)在第2s时间内,线圈的平均速度
⑧
⑨。
考点:电磁感应
某同学用如图所示的装置探究小车加速度与合外力的关系。图中小车A左端连接一纸带并穿过打点计时器B的限位孔,右端用一轻绳绕过滑轮系于拉力传感器C的下端,A、B置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上。不计绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量。实验时,先接通
电源再释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点。该同学在保证小车A质量不变的情况下,通过改变P的质量来改变小车A所受的外力,由传感器和纸带测得的拉力F和加速度a数据如下表所示。
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次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
F/N | 0.10 | 0.18 | 0.26 | 0.30 | 0.40 |
a/(m·s-2) | 0.08 | 0.22 | 0.37 |
| 0.59 |
(1)第4次实验得到的纸带如图所示,O、A、B、C和D是纸带上
的五个计数点,每两
个相邻点间有四个点没有画
出,A、B、C、
D四点到O点的距离如图。打点计时器电源频率为50Hz。根据
纸带上数据计算出小车加速度a为__ m/s2。(保留二位小数)
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(2)在实验中,
(选填“需要”或“不需要”)满足重物P的质量远小于小车A的质量。
(3)根据表中数据,在图示坐标系中做出小车加速度a与力F的关系图象(不要求答在答题卡上),根据图象推测,实验操作中重要的疏漏是 。
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