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1 . 等边三角形线框由三根相同的导体棒连接而成,置于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N与电源两端相接。已知导体棒MN受到的安培力大小为F,则另一支路受到的安培力的大小为_______ ,整个回路受到的安培力大小为________
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2 . 2022年6月17日,我国新一代战舰预计将会配备电磁轨道炮,其原理可简化为如图所示(俯视图)装置。两条平行的水平轨道被固定在水平面上,炮弹安装于导体棒ab上,由静止向右做匀加速直线运动,到达轨道最右端刚好达到预定发射速度v,储能装置储存的能量恰好释放完毕。已知轨道宽度为d,长度为L,磁场方向竖直向下,炮弹和导体杆ab的总质量为m,运动过程中所受阻力为重力的k()倍,储能装置输出的电流为I,重力加速度为g,不计一切电阻、忽略电路的自感。下列说法错误的是( )
A.电流方向由a到b |
B.磁感应强度的大小为 |
C.整个过程通过ab的电荷量为 |
D.储能装置刚开始储存的能量为 |
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3 . 生活中离不开磁场和电场,请先了解磁场基本内容。
1.如图,一绝缘光滑固定斜面处于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上,通有电流I的金属细杆水平静止在斜面上。若电流变为0.5I,磁感应强度大小变为3B,电流和磁场均反向,则金属细杆将( )
2.三条相同的电阻丝组成等边三角形导体框ABC垂直磁场放置,接入如图电路后线框受到的安培力的合力大小为F,其中AC边受到的安培力大小为( )
3.如图所示,矩形闭合线圈竖直放置,是它的对称轴,通电直导线AB与平行。若要在线圈中产生感应电流,可行的做法是( )
1.如图,一绝缘光滑固定斜面处于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上,通有电流I的金属细杆水平静止在斜面上。若电流变为0.5I,磁感应强度大小变为3B,电流和磁场均反向,则金属细杆将( )
A.沿斜面加速上滑 | B.沿斜面加速下滑 | C.沿斜面匀速上滑 | D.仍静止在斜面上 |
A. | B. | C.F/2 | D. |
A.AB中电流I逐渐增大 |
B.闭合线圈向右平移一段距离。 |
C.以AB为轴,线圈绕AB顺时针转90° |
D.线圈绕轴逆时针转动90°(俯视) |
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4 . “电磁炮”(如图甲)是利用电磁力对弹体加速的新型武器,如图乙所示是“电磁炮”的原理结构示意图。光滑水平加速导轨电阻不计,轨道宽为L = 0.2m。在导轨间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B = 1 × 102T,“电磁炮”的弹体总质量m = 0.2kg,其中弹体在轨道间的电阻R = 0.4Ω,电源的内阻r = 0.6Ω,电源能为加速弹体提供的电流I = 4 × 103A,不计弹体在运动中产生的感应电动势和空气阻力。
1.在某次试验发射过程中,弹体所受安培力大小为______ N;弹体从静止加速到4km/s,轨道至少要______ m;
2.电磁炮的发射需要大量的电能瞬间释放,这些电能需要电容器来储存,这就需要对电容器先充电。如图所示,导轨的左端连接电容C = 5 × 10-2F的电容器,开关S先接1,使电容器充电,电压充到为U0时将开关S接至2,炮弹受安培力作用开始向右加速运动。直流电源的a端为______ (选填“正极”、“负极”或“可正可负”);
3.以下分析正确的是( )
4.充电过程中电容器两极板间的电压u随电容器所带电荷量q发生变化。请在图中画出u—q图像______ 。
5.由上图可知,充完电后电容器的电压为______ V;并可以借助图像求出稳定后电容器储存的能量为______ J。
6.如图所示,平行粗糙金属导轨间距为L,导轨处在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,两个相同的金属棒ab、cd垂直导轨平行放置,与导轨始终接触良好,每个金属棒质量均为m,接入电路的电阻均为R。两个金属棒与导轨间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g。开始时cd棒锁定在轨道上,对ab棒施加水平向右的恒定拉力F = 3μmg,棒ab前进的距离为d时速度达到最大值,此时将恒力大小变为F′ = 2μmg,方向不变,同时解除对棒cd的锁定,再经过时间t金属棒cd做匀速运动。导轨足够长且电阻不计。求:
(1)棒ab的最大速度;
(2)棒ab从开始运动到最大速度的过程中产生的焦耳热;
(3)棒cd匀速运动的速度大小及在整个过程中通过金属棒cd的电量q。
1.在某次试验发射过程中,弹体所受安培力大小为
2.电磁炮的发射需要大量的电能瞬间释放,这些电能需要电容器来储存,这就需要对电容器先充电。如图所示,导轨的左端连接电容C = 5 × 10-2F的电容器,开关S先接1,使电容器充电,电压充到为U0时将开关S接至2,炮弹受安培力作用开始向右加速运动。直流电源的a端为
3.以下分析正确的是( )
A.强迫储能器上端为正极 |
B.飞机的质量越大,离开弹射器时的动能一定越大 |
C.强迫储能器储存的能量越多,飞机被加速的时间一定越长 |
D.平行导轨间距越小,飞机能获得的加速度将越小 |
5.由上图可知,充完电后电容器的电压为
6.如图所示,平行粗糙金属导轨间距为L,导轨处在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,两个相同的金属棒ab、cd垂直导轨平行放置,与导轨始终接触良好,每个金属棒质量均为m,接入电路的电阻均为R。两个金属棒与导轨间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g。开始时cd棒锁定在轨道上,对ab棒施加水平向右的恒定拉力F = 3μmg,棒ab前进的距离为d时速度达到最大值,此时将恒力大小变为F′ = 2μmg,方向不变,同时解除对棒cd的锁定,再经过时间t金属棒cd做匀速运动。导轨足够长且电阻不计。求:
(1)棒ab的最大速度;
(2)棒ab从开始运动到最大速度的过程中产生的焦耳热;
(3)棒cd匀速运动的速度大小及在整个过程中通过金属棒cd的电量q。
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5 . “极速之旅”是大型机动游乐项目,该装置将乘客载至高空后,以近乎重力加速度下落,让乘客体验失重。随后依靠电磁阻尼制动,落地前在液压缓冲机构的辅助下减速到零。
1.质量m=70kg的游客乘坐某“极速之旅”,从离地面高度H=100m处由静止开始自由下落,到离地面h=20m处开始制动。假设制动力为恒力,且不计一切阻力。(1)游玩过程中,游客能体验到失重感的时间为
(2)全程座椅对游客的冲量大小为
2.对电磁阻尼过程进行简化,如图,将装置视为质量为M、电阻为R的单匝线框,ab边长为L。当ab边进入磁感应强度大小为B的匀强磁场后开始减速,假设落地时线框未全部进入磁场,分析说明为什么需要液压缓冲机构辅助才能减速到零?
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6 . 动圈式扬声器的结构如图所示,线圈圆筒安放在永磁体磁极间的空隙中,能够自由运动。音频电流通过线圈,纸盆与线圈连接,随着线圈振动而发声。下列描述正确的是( )
A.扬声器是利用安培力作用工作 | B.扬声器是利用电磁感应原理工作 |
C.音频电流是变化的,扬声器能发声 | D.音频电流是恒定的,扬声器能发声 |
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2024-01-19更新
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180次组卷
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2卷引用:上海市复旦大学附属中学2023-2024学年高二上学期期末等级性考试物理试卷
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7 . 磁场对通电导体有力的作用,这种力被称为安培力
1.如图所示,匀强磁场的方向斜向上,与水平方向成45°角。a、b、c连线构成一个等边三角形,ab、bc是两段长度为L的导线,ac连线与磁场方向垂直。给导线abc通以电流I,则导线abc受到的安培力大小为( )
2.水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)。现垂直于导轨搁一根质量为m、电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ且指向右上方,如图所示,问:
(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?
(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?
1.如图所示,匀强磁场的方向斜向上,与水平方向成45°角。a、b、c连线构成一个等边三角形,ab、bc是两段长度为L的导线,ac连线与磁场方向垂直。给导线abc通以电流I,则导线abc受到的安培力大小为( )
A. | B. | C.0 | D. |
(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?
(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?
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8 . 2022年,我国阶段性建成并成功运行了“电磁撬”,创造了大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录。一种两级导轨式电磁推进的原理如图所示,两间距为L的平行长直光滑金属导轨固定在同一水平面内,导轨间垂直安放金属棒,电流从一导轨流入,经过金属棒,再从另一导轨流回(图中未画出电源)。两导轨电流在金属棒所在处产生的磁场可视为匀强磁场,磁感应强度B与电流I的关系为BkI(k为常量)。
1.金属棒经过第一级区域时,回路中的电流为I,则金属棒在大小为F=2.当金属棒由第一级区域进入第二级区域时,回路中的电流由I变为2I。则
(1)金属棒在第一、第二级区域的加速度大小之比a1∶a2=
(2)(计算)每一级区域中金属棒被推进的距离若均为s,金属棒的质量为m,求金属棒从静止开始经过两级区域推进后的速度大小v=
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9 . 如图所示,水平放置的两导轨P,Q间的距离,垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度,垂直于导轨放置的棒的质量,系在棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量的物块相连。已知棒与导轨间的动摩擦因数,电源的电动势、内阻,导轨的电阻及棒的电阻均不计。棒与导轨围成的平面的面积S为。重力加速度g取。
(1)求通过平面的磁通量;
(2)若使棒处于静止状态,R最小值应为多少?
(3)若磁场方向在竖直面内顺时针转动角度,变为方向,如图所示,方向与原B的方向夹角,且仍与棒垂直。为了使棒仍处于静止状态,R最大值应为多少?
(1)求通过平面的磁通量;
(2)若使棒处于静止状态,R最小值应为多少?
(3)若磁场方向在竖直面内顺时针转动角度,变为方向,如图所示,方向与原B的方向夹角,且仍与棒垂直。为了使棒仍处于静止状态,R最大值应为多少?
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2024-01-12更新
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942次组卷
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3卷引用:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二上学期期末考试物理试卷
上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二上学期期末考试物理试卷四川天府新区华阳中学2023-2024学年高二上学期期末复习物理试题(四)(已下线)第9天 磁场对通电导线的作用力-【寒假自学课】2024年高二物理寒假提升学与练(人教版2019)
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10 . 某型号电子天平结构原理如图甲所示,“山”形磁铁S极上方有弹簧支承秤盘,一匝数为n、电阻为R的矩形线总套于中心磁极(S极)上,其两端C、D与外电路连接。线圈的骨架与秤盘固定连接为一个整体,“山”形磁铁两极间磁感应强度为B,磁极宽度为L,磁场俯视图如图乙所示(忽略边缘效应)。使用时,质量为m的重物放在秤盘上,外电路给线圈供电,稳定时,使秤盘依然处于未放重物时的位置。不计线圈与磁极之间的摩擦。已知重力加速度为g,则线圈中的电流从______ 端流入______ (填“D”或者“C”),C、D两端的电势差大小为______ 。
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