题目内容
8.如图所示,空间存在水平垂直纸面向里的高度为a的有界匀强磁场,磁场边界水平,磁 感应强度大小为B.一个边长为2a、质量为m的正方形线框ABCD,AB边电阻为R1,CD边电阻为R2,其它两边电阻不计,从距离磁场上边界某一高度处自由下落AB边恰能匀速通过 磁场,则( )| A. | .线框匀速运动的速度为$\frac{mg({R}_{1}+{R}_{2})}{4{B}^{2}{a}^{2}}$ | |
| B. | .线框匀速运动时,AB边消耗的电功率为$\frac{{m}^{2}{g}^{2}{R}_{1}}{4{B}^{2}{a}^{2}}$ | |
| C. | .线框通过磁场的整个过程中,电流先沿顺时针方向,后沿逆时针方向 | |
| D. | .从开始到AB边刚好进入磁场的过程中,通过线框横截面的电荷量为$\frac{B{a}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$ 第Ⅱ卷(共52分) |
分析 AB边匀速通过磁场时,安培力与重力二力平衡,推导出安培力与速度的关系式,由平衡条件求解线框的速度;由公式P=I2R求解AB边消耗的电功率;
根据楞次定律判断感应电流的方向.由欧姆定律求解感应电流的大小.根据感应电荷量q=$\frac{△Φ}{R}$求解电量.
解答 解:A、AB匀速运动时线圈产生的感应电动势为:E=B•2av=2Bav,
感应电流大小为:I=$\frac{E}{{R}_{1}+{R}_{2}}$
所受的安培力大小为:F=BI•2a=$\frac{4{B}^{2}{a}^{2}v}{{R}_{1}+{R}_{2}}$
根据平衡条件得:mg=F,
联立解得线框匀速运动的速度为:v=$\frac{mg{(R}_{1}{+R}_{2})}{{{4B}^{2}α}^{2}}$,I=$\frac{mg}{2Ba}$,故A正确.
B、线框匀速运动时,AB边消耗的电功率为:P=I2R1=$\frac{{m}^{2}{g}^{2}{R}_{1}}{4{B}^{2}{a}^{2}}$,故B正确.
C、从进入磁场到刚达平衡态时,线圈的磁通量先增大后减小,根据楞次定律判断得知感应电流方向先沿逆时针方向,后磁通量减小,则感应电流方向沿顺时针方向.故C错误.
D、从开始到刚至平衡态的过程中,通过线框横截面的电荷量为:q=$\frac{△Φ}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{B•\frac{1}{2}×(2a)^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{2B{a}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$,故D错误.
故选:AB
点评 本题关键要掌握电磁感应的基本规律,熟练运用法拉第电磁感应定律、欧姆定律推导出安培力与速度的关系.记住感应电荷量的公式q=$\frac{△Φ}{R}$可以节省答题的时间.
| A. | 从动轮做顺时针转动 | B. | 主动轮、从动轮的转速相等 | ||
| C. | M、N的角速度相等 | D. | M、N两点线速度相等 |
(1)图1是实验器材,请画线将其连成实验电路.要求:实验过程中,滑动变阻器的滑片从a端滑到b端,电压表的示数逐渐变大;测量电路采用电流表外接法.
(2)实验测得该元件两端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示.
| U/V | 0 | 0.40 | 0.80 | 1.20 | 1.60 | 2.00 | 2.40 | 2.80 |
| I/mA | 0 | 0.9 | 2.3 | 4.3 | 6.8 | 12.0 | 19.0 | 30.0 |
(3)根据该元件的I-U图线,请描述该元件的电阻随加在该元件两端电压的变化规律:该元件的电阻随元件两端电压的增大而减小.
| A. | 粒子b穿出位置一定在O′点上方 | |
| B. | 粒子b穿出位置一定在O′点下方 | |
| C. | 粒子b在电场中运动时,动能可能不变 | |
| D. | 粒子b在电场中运动时,动能一定增加 |
| A. | 只有相互接触的物体间才有力的作用 | |
| B. | 伽利略的理想实验证明了物体不受外力时,也可以保持原来的匀速直线运动状态 | |
| C. | 国际单位制中,力学的基本单位有三个,它们分别是kg、m、N | |
| D. | 人推车时,人先给车一个力F,然后车才产生一个与F相反作用在人身上的力F′ |
| A. | 小于mlg | B. | 等于mlg | C. | 等于$\frac{{{m_1}g+{m_2}g}}{2}$ | D. | 大于m1g |
| A. | $\sqrt{gr}$ | B. | 2$\sqrt{gr}$ | C. | $\sqrt{6gr}$ | D. | $\sqrt{5gr}$ |