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题文

某同学利用如图装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化。内阻r=40的螺线管固定在铁架台上,线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接。滑动变阻器最大阻值40,初始时滑片位于正中间20的位置。打开传感器,将质量为m的磁铁置于螺线管正上方静止释放,磁铁上表面为N极。穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止(磁铁下落中受到的电磁阻力远小于磁铁重力,不发生转动),释放点到海绵垫高度差为h。计算机屏幕上显示出如图的UI-t曲线。

(1)磁铁穿过螺线管过程中,产生第一峰值时线圈中的感应电动势约__   __V。
(2)(多选题)图像中UI出现前后两个峰值,对比实验过程发现,这两个峰值是在磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的,对这一现象相关说法正确的是   (   )

A.线圈中的磁通量变化率经历先增大后减小再增大再减小的过程
B.如果滑片从中间向左移动时,坐标系中的两个峰值一定都会减小
C.磁铁在穿过线圈过程中加速度始终小于重力加速度g___
D.如果仅略减小h,两个峰值都会减小

(3)在磁铁下降h的过程中,可估算机械能转化为电能是      J。

科目 物理   题型 实验题   难度 较难
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为了探测海洋中水的运动,科学家有时依靠水流通过地磁场产生的感应电动势测水的流速.假设某处地磁场的竖直分量为0.5×10-4 T,两个电极插入相距2.0 m的水流中,且两电极所在的直线与水流方向垂直,如果与两极相连的灵敏电压表示数为5.0×10-5 V,则水流的速度为__________m/s.

如图16-2-7所示,边长为20cm的正方形单匝线框abcd靠墙根斜放,线框平面与水平地面间夹角为30°,该区域有B=0.2T、方向水平向右的匀强磁场.现将cd边向右拉一下,ab边经0.1s着地,在该过程中线框里产生的平均感应电动势的大小为_______.

图16-2-7

金属棒abc在匀强磁场中做匀速直线运动,已知ab="bc=0.1" m,α=120°,磁感应强度B="2" T,速度v="1.5" m/s且垂直于ab,方向如图所示,则a、b、c间的电势差Uab=__________,Ubc=__________,Uac=__________.

如右图所示,A、B两闭合线圈为同样的导线制成,匝数均为10匝,半径RA=2RB,图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场,则A、B线圈中产生的感应电动势之比为EA∶EB=__________,两线圈中感应电流之比为IA∶IB=__________.

如图,虚线框abcd内为一矩形匀强磁场区域,ab=2bc,a′b′c′d′是一正方形导线框,a′b′与ab平行.若将导线框匀速地拉离磁场区域,以W1表示沿平行于ab方向拉出过程中外力所做的功,W2表示以同样速率沿平行于bc的方向拉出过程中所做的功,则W1=___________W2.

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