摘要:7.电磁感应 (2010年高考上海卷第32题)如图.宽度L=0.5m的光滑金属框架MNPQ固定板个与水平面内.并处在磁感应强度大小B=0.4T.方向竖直向下的匀强磁场中.框架的电阻非均匀分布.将质量m=0.1kg.电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上.并且框架接触良好.以P为坐标原点.PQ方向为x轴正方向建立坐标.金属棒从处以的初速度.沿x轴负方向做的匀减速直线运动.运动中金属棒仅受安培力作用.求: (1)金属棒ab运动0.5m.框架产生的焦耳热Q, (2)框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系, (3)为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4s过程中通过ab的电量q.某同学解法为:先算出金属棒的运动距离s.以及0.4s时回路内的电阻R.然后代入q=求解.指出该同学解法的错误之处.并用正确的方法解出结果. [解析](1)., 框架产生的焦耳热Q等于克服安培力做功.所以 (2) 因为运动中金属棒仅受安培力作用.,所以, 又,所以. 注意:x是金属棒ab的位置坐标.而不是金属棒运动的位移.所以.即 (3)错误之处:因框架的电阻非均匀分布.所求是0.4s时回路内的电阻R.不是平均值. 正确解法:因电流不变.所以. 本题考查电磁感应.电路与牛顿定律.运动学公式的综合应用.
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(2010?厦门二模)为了探究能量转化和守恒规律,某学习研究小组设计如图1所示装置进行实验.
(1)为了测定整个过程电路产生的焦耳热,需要知道螺线管线圈的电阻.用替代法测线圈电阻Rx的阻值可用如图2所示电路,图中RS为电阻箱(RS的最大阻值大于待测电阻Rx的阻值),S2为单刀双掷开关,R0为滑动变阻器.为了电路安全,测量前应将滑动变阻器的滑片P调至
A.慢慢移动滑片P使电流表指针变化至某一适当位置
B.将S2闭合在1端
C.将S2闭合在2端
D.记下电阻箱上电阻读数
E.调节电阻箱RS的值,使电流表指针指在与上一次指针位置相同
(2)按图1所示装置安装实验器材后,将质量为0.50kg的条形磁铁拖一条纸带由静止释放,利用打点计时器打出如图3所示的纸带.磁铁下落过程中穿过空心的螺线管,螺线管与10Ω的电阻丝接成闭合电路,用电压传感器采集数据得到电阻两端电压与时间的U-t图,并转换为U2-t图,如图4所示.
①经分析纸带在打第14点时,条形磁铁已经离线圈较远了,打第14点时磁铁速度为
②若螺线管线圈的电阻是90Ω,又从图4中U2-t图线与时间轴所围的面积约为103格,可以计算磁铁穿过螺线管过程中,在回路中产生的总电热是
③实验结果机械能损失与回路中电流产生的热量相差较大,试分析其原因可能有
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(1)为了测定整个过程电路产生的焦耳热,需要知道螺线管线圈的电阻.用替代法测线圈电阻Rx的阻值可用如图2所示电路,图中RS为电阻箱(RS的最大阻值大于待测电阻Rx的阻值),S2为单刀双掷开关,R0为滑动变阻器.为了电路安全,测量前应将滑动变阻器的滑片P调至
a端
a端
,电阻箱RS阻值应调至最大
最大
(选填“最大”或“最小”).闭合S1开始实验,接下来有如下一些操作,合理的次序是CABED
CABED
(选填字母代号):A.慢慢移动滑片P使电流表指针变化至某一适当位置
B.将S2闭合在1端
C.将S2闭合在2端
D.记下电阻箱上电阻读数
E.调节电阻箱RS的值,使电流表指针指在与上一次指针位置相同
(2)按图1所示装置安装实验器材后,将质量为0.50kg的条形磁铁拖一条纸带由静止释放,利用打点计时器打出如图3所示的纸带.磁铁下落过程中穿过空心的螺线管,螺线管与10Ω的电阻丝接成闭合电路,用电压传感器采集数据得到电阻两端电压与时间的U-t图,并转换为U2-t图,如图4所示.
①经分析纸带在打第14点时,条形磁铁已经离线圈较远了,打第14点时磁铁速度为
2.0
2.0
米/秒.0~14点过程中,磁铁的机械能损失为0.18
0.18
焦耳.②若螺线管线圈的电阻是90Ω,又从图4中U2-t图线与时间轴所围的面积约为103格,可以计算磁铁穿过螺线管过程中,在回路中产生的总电热是
0.10
0.10
焦耳.③实验结果机械能损失与回路中电流产生的热量相差较大,试分析其原因可能有
纸带克服摩擦力做功;磁铁克服空气阻力做功;在电磁感应过程中存在电磁辐射
纸带克服摩擦力做功;磁铁克服空气阻力做功;在电磁感应过程中存在电磁辐射
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