如图甲所示,质量为 2.0×10-3 kg的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中,“”形框的水平部分CD长为 0.20 m,处于磁感应强度大小为B1= 0.1T、方向水平向右的匀强磁场中,有一匝数为300匝、横截面积为 0.01m2的竖直放置的线圈,通过开关S与两水银槽相连,线圈内有沿轴线方向通过的磁场,其磁感应强度B2随时间t变化的关系如图乙所示,在t = 0.22 s时闭合开关S,细框瞬间跳起(细框跳起瞬间安培力远大于重力),跳起的最大高度为0.20 m,不计空气阻力,重力加速度取g = 10 m/s2,下列说法正确的是( )
A. 开关S闭合瞬间,CD中的电流方向由D到C
B. 磁感应强度B2的方向竖直向下
C. 开关S闭合瞬间,通过CD的电荷量为0.2 C
D. 0 ~ 0.10s内线圈中的感应电动势大小为3 V
高三物理单选题困难题
如图甲所示,质量为 2.0×10-3 kg的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中,“”形框的水平部分CD长为 0.20 m,处于磁感应强度大小为B1= 0.1T、方向水平向右的匀强磁场中,有一匝数为300匝、横截面积为 0.01m2的竖直放置的线圈,通过开关S与两水银槽相连,线圈内有沿轴线方向通过的磁场,其磁感应强度B2随时间t变化的关系如图乙所示,在t = 0.22 s时闭合开关S,细框瞬间跳起(细框跳起瞬间安培力远大于重力),跳起的最大高度为0.20 m,不计空气阻力,重力加速度取g = 10 m/s2,下列说法正确的是( )
A. 开关S闭合瞬间,CD中的电流方向由D到C
B. 磁感应强度B2的方向竖直向下
C. 开关S闭合瞬间,通过CD的电荷量为0.2 C
D. 0 ~ 0.10s内线圈中的感应电动势大小为3 V
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如图甲所示,质量m=3×10-3 kg的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中,“”形框的水平细杆CD长l=0.20 m,处于磁感应强度大小B1=1.0 T、方向水平向右的匀强磁场中.有一匝数n=300匝、面积S=0.01 m2的线圈通过开关K与两水银槽相连.线圈处于与线圈平面垂直的、沿竖直方向的匀强磁场中,其磁感应强度B2的大小随时间t变化的关系如图乙所示.(g=10 m/s2)
(1)求0~0.10 s内线圈中的感应电动势大小;
(2)t=0.22 s时闭合开关K,若细杆CD所受安培力方向竖直向上,判断CD中的电流方向及磁感应强度B2的方向;
(3)t=0.22 s时闭合开关K,若安培力远大于重力,细框跳起的最大高度h=0.20 m,求通过细杆CD的电荷量.
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如图甲所示,质量的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中,“”形框的水平细杆CD长L=0.20m,处于磁感应强度大小B1=0.1T,方向水平向右的匀强磁场中,有一匝数n=300,面积S=0.01m2的线圈通过开关S与两水银槽相连,线圈处于与线圈平面垂直,沿竖直方向的匀强磁场中,其磁感应强度B2随时间t变化的关系如图乙所示,t=0.22s时闭合开关S,细框瞬间跳起(细框跳起瞬间安培力远大于重力),跳起的最大高度h=0.20m,不计空气阻力,重力加速度,下列说法正确的是
A. 0~0.10s内线圈中的感应电动势大小为3V
B. 开关S闭合瞬间,CD中的电流方向由C到D
C. 磁感应强度B2的方向竖直向下
D. 开关S闭合瞬间,通过细杆CD的电荷量为0.03C
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如图甲所示,质量m=3.0xl0-3kg的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中,“”形框的水平细杆CD长l=0.20 m,处于磁感应强度大小B1=1.0 T、方向水平向右的匀强磁场中。有一匝数n=300匝、面积S=0.0l m2的线圈通过开关K与两水银槽相连。线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中,其磁感应强度B2随时间t变化的关系如图乙所示。t=0.22 s时闭合开关K,瞬间细框跳起(细框跳起瞬间安培力远大于重力),跳起的最大高度h=0.20 m。不计空气阻力,重力加速度g=10 m/s2,下列说法正确的是
A. 0—0.10 s内线圈中的感应电动势大小为3V
B. 开关K闭合瞬间,CD中的电流方向由C到D
C. 磁感应强度B2的方向竖直向下
D. 开关K闭合瞬间,通过细杆CD的电荷量为0.03 C
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如图所示,一对平行光滑轨道水平放置,轨道间距L=0.20 m,电阻R=10 Ω,有一质量为m=1 kg的金属棒平放在轨道上,与两轨道垂直,金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于垂直轨道平面竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=5 T,现用一拉力F沿轨道方向拉金属棒,使之做匀加速运动,加速度a=1 m/s2,试求:
(1)力F随时间t的变化关系;
(2)F=3N时,电路消耗的电功率P;
(3)若金属棒匀加速运动的时间为T时,拉力F达到最大值Fm=5N,此后保持拉力F m=5N不变,求出时间T,并简述在时间T前后,金属棒的运动情况。
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如图所示,一对平行光滑轨道水平放置,轨道间距L=0.20 m,电阻R=10 Ω,有一质量为m=1 kg的金属棒平放在轨道上,与两轨道垂直,金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于垂直轨道平面竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=5 T,现用一拉力F沿轨道方向拉金属棒,使之做匀加速运动,加速度a=1 m/s2,试求:
(1)力F随时间t的变化关系;
(2)F=3N时,电路消耗的电功率P;
(3)若金属棒匀加速运动的时间为T时,拉力F达到最大值Fm=5N,此后保持拉力F m=5N不变,求出时间T,并简述在时间T前后,金属棒的运动情况。
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如图甲所示,质量为0.01kg、长为0.2m的水平金属细杆CD的两头分别放置在两水银槽的水银中,水银槽所在空间存在磁感应强度大小B1=10T、方向水平向右的匀强磁场,且杆CD与该匀强磁场垂直.有一匝数为100、面积为0.01m2的线圈通过开关K与两水银槽相连.线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中,其磁感应强度B2随时间t变化关系如图乙所示.在t=0.20s时闭合开关K,细杆瞬间弹起(可认为安培力远大于重力),弹起的最大高度为0.2m.不计空气阻力和水银的黏滞作用,不考虑细杆落回水槽后的运动,重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是
A.磁感应强度B2的方向竖直向上
B.t=0.05s时,线圈中的感应电动势大小为10V
C.细杆弹起过程中,细杆所受安培力的冲量大小为0.01N·s
D.开关K闭合后,通过CD的电荷量为0.01C
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间距 l=0.20m 的两平行光滑金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成。垂直于水平导轨放置一质量 m=0.01kg、阻值 R=0.10Ω 的导体棒 ab,位于坐标 x0=0.30m 处,如图所示。水平导轨处于 B=0.50T、方向垂直导轨平面的匀强磁场中,磁场左边界位于坐标 x=0 处,右边 界位于 x= x1 处,x1足够大,导体棒出磁场右边界前已达到稳定速度。在倾斜导轨高 h=0.2m 处垂直 于导轨静止放置与导体棒 ab 相同的导体棒 cd。导体棒在运动过程中始终垂直于导轨,不计导轨电阻,忽略磁场边界效应。求
(1)棒 cd 恰好进入磁场左边界时的速度大小;
(2)棒 cd 和棒 ab 在磁场中运动的最终速度;
(3)cd 棒从进入到离开磁场的过程中,安培力对系统做的总功。
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(19分)如图所示,竖直平面内放一直角杆AOB,杆的水平部分粗糙,动摩擦因数为0.20,杆的竖直部分光滑,两部分各套有质量分别为2.0kg和1.0kg的小球A和B,A、B间用细绳相连,初始位置OA=1.5m,OB=2.0m,g=10m/s2。
(1)若用水平拉力F1沿杆缓慢拉A,使之移动0.5m,则在该过程中
①小球A受到的摩擦力多大?
②小球A、B和地球组成的系统机械能的变化量多大?
(2)若小球A、B都有一定的初速度,A在水平拉力F2的作用下,使B由初始位置以1.2m/s的速度匀速上升0.5m,此过程中F2做的功?(绳子始终处于绷紧状态)
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