(2011?杭州一模)在光滑水平面上,有一个粗细均匀的单匝正方形线圈abcd,现在外力的作用下从静止开始向

(2011?杭州一模)在光滑水平面上,有一个粗细均匀的单匝正方形线圈abcd,现在外力的作用下从静止开始向,第1张

(1)线圈bc边刚进入磁场时,bc边切割磁感线产生感应电动势,bc边相当于电源,bc间电压相当于路端电压.

               由于bc间电压U,则感应电动势

4
3
U

设磁感应强度为B,则:

4
3
U=BLv…①

△t1时间内,平均感应电动势E=

△φ
△t1
BLd
△t1
/…②

联立①②解得E=

4Ud
3v△t1

(2)根据图象可知,电动势大小随时间均匀增大,根据E=BLv得速度v随时间均匀增大,线框作匀加速直线运动.

设线框加速度a,bc边进入磁场时速度v,△t1=△t2=2△t3=2△t,线框边长L,磁场宽d,

根据三段时间内线框位移,得

v2△t+

1
2
a(2△t)2=d

v4△t+

1
2
a(4△t)2=L

v5△t+

1
2
a(5△t)2=L+d

解得

L
d
18
7

(3)若仅给线圈一个初速度v0使线圈自由向右滑人磁场时,单匝正方形线圈受到向左的安培力,向右做减速运动,安培力随速度的减小而减小,所以线圈向右做加速度减小的减速运动,但可能出现以下几种情况.

第一种情况,若v0比较小,当bc边到达磁场右边界前,速度就已经减为零,接下来,就保持静止,如图甲.

第二种情况,当bc边到达磁场右边界时,速度还没有减小为零,接下来穿过线圈的磁通量不变化,没有感应电流,不受安培力,线圈做匀速直线运动,当ad边进入磁场后,又要受到向左的安培力,接着又做加速度减小到的减速运动.

ad边进入磁场做减速运动又有两种情形:第一,可能ad边到达磁场右边界前,速度就已经减为零,如图乙;第二,可能ad边到达磁场右边界时,速度还没有经减为零,接着水平方向不受力,线圈做匀速运动,如图丙.

所以,若仅给线圈一个初速度v0使线圈自由向右滑人磁场,自线圈bc边进入磁场开始,其后出现的v-t图象有如下三种情形.

答:(1)若测得线圈bc边刚进入磁场时测得线圈速度为V,bc两点间电压为U,求△t1时间内,线圈中酌平均感应电动势为:得E=

4Ud
3v△t1

(2)若已知△t1:△t2:△t3=2:2:1,则线框边长与磁场宽度比值为18:7.

(3)若仅给线圈一个初速度v0使线圈自由向右滑人磁场,自线圈bc边进入磁场开始,其后出现的v-t图象如上面图甲、图乙、图丙三种情形.

解:如右图所示,我们讨论x轴上方的电子,现取经过x轴上方某一点P的电子为研究对象.

由于等势线的电势沿x轴正向增加,等势线与电场线垂直,故可作出经过P点的电场线,如图所示.

电子所受的电场力与场强方向相反,故电子受到一个斜向右下方的电场力,故沿y负方向加速运动.

电子通过y轴后受到的电场力斜向右上方,故沿y轴负方向减速运动,如果电子入射速度恰当,还会出现向上加速.

而x轴下方的电子运动情况与x轴上方的情况正好对称.

所以就有可能出现先汇聚后发散的现象.

故C正确.

故选C.

25分-50分。根据查询杭州省教育局官网得知,杭州一模和中考差距在25分-50分,初中学业水平考试简称“中考”,是检验初中在校生是否达到初中学业水平的考试;是初中毕业证书发放的必要条件,考试科目将国家课程方案所规定的学科全部列入初中学业水平考试的范围。

(1)物体受拉力向上运动过程中,受拉力F,重力mg和摩擦力f,设物体向上运动的加速度为a1,

根据牛顿第二定律有:

F-mgsinθ-f=ma1  

N-mgcosθ=0                                       

又因f=μN

解得a1=20m/s2                                                   

t=40s时物体的速度大小为    v1=a1t=80m/s   

即绳断时物体的速度大小为80m/s.

(2)绳断时物体距斜面底端的位移s1=

1
2
a1t22=16m

绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动,设运动的加速度大小为a2,

则根据牛顿第二定律,对物体沿斜面向上减速运动的过程有:

mgsinθ+μmgcosθ=ma2

解得a2=80m/s2            

物体做减速运动的时间t2=

v1
a2
=10s

减速运动的位移s2=

v1t2
2
=40m        

此后物体将沿斜面匀加速下滑,设物体下滑的加速度为a3,根据牛顿第二定律对物体加速下滑的过程有

mgsinθ-μmgcosθ=ma3

解得 a3=40m/s2

设物体由最高点到斜面底端的时间为t3,所以物体向下匀加速运动的位移

s1+s2=

1
2
a3t32

解得t3=

10
=32s

所以物体返回到斜面底端的时间为

t总=t2+t3=1+32=42s 

即从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动总时间为42s.

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