热门试卷

目前有些居民区内楼道灯的控制，使用的是一种延时开关．延时开关的简化原理如图（甲）所示．图中D是红色发光二极管 （只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光），R为限流电阻，K为按钮开关，虚线框内S 表示延时开关电路，当K按下接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S 闭合．这时释放K后，延时开关S 约在lmin 后断开，电灯熄灭．根据上述信息和电学原理图，我们可推断：

（1）按钮开关K 按下前，发光二极管是______（选填“发光的”或“熄灭的”），按钮开关K 按下再释放后，电灯L 发光持续时间约1min，这一过程中发光二极管是______（选填“发光的”或“熄灭的”）．

（2）限流电阻R的阻值和灯丝电阻RL相比，应满足R______RL的条件．

（3）如果上述虚线框S 内采用如图（乙）所示的延时开关电路，当S1 闭合时，电磁铁F 将衔铁D 吸下，C 线路接通．当S1 断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放．则下列说法正确的是______．

A．由于A 线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用

B．由于B 线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用

C．如果断开B 线圈的开关S2，无延时作用

D．如果断开B 线圈的开关S2，延时将变长．

如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行导轨PQ、MN，间距为d=0.5m，P、M两端接有一只理想电压表V，整个装置处于竖直向下的磁感强度B=0.2T的匀强磁场中，电阻均为r=0.1Ω，质量分别为m1=300g和m2=500g的两金属棒L1，L2平行地搁在光滑导轨上，现固定棒L1，使棒L2在水平恒力F=0.8N的作用下，由静止开始作加速运动。试求：

（1）当V表读数为U=0.2V时，棒L2的加速度多大？

（2）棒L2能达到的最大速度vm；

（3）若在棒L2达vm时撤去外力F，并同时释放棒L1，求棒L2达稳定时速度值；

（4）若固定L1，当棒L2的速度为v（m/s），且离开棒L1距离为S（m）的同时，撤去恒力F，为保持棒L2作匀速运动，可以采用将B从原值（B0=0.2T）逐渐减小的方法，则磁感强度B应怎样随时间变化（写出B与时间t的关系式）？

如图所示，间距l=0.3m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内。在水平面a1b1b2a2区域内和倾角θ=37°的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1=0.4T、方向竖直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。电阻R=0.3Ω、质量m1=0.1kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好。一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2=0.05kg的小环。已知小环以a=6m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动。不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长，取g=10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求

(1)小环所受摩擦力的大小。

(2)Q杆所受拉力的瞬时功率。

如图（a）所示，一个足够长的“门”形金属导轨固定在水平面内，、两导轨间的宽度为＝0.50m．一根质量为＝0.50kg的均匀金属导体棒横跨在导轨上且接触良好，恰好围成一个正方形．该导轨平面处在磁感强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中．棒与导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为m＝1.0N，棒的电阻为＝0.10Ω，其他各部分电阻均不计．开始时，磁感强度0＝0.50T．  

（1）若从某时刻（＝0）开始，调节磁感强度的大小使其以的变化率均匀增加．问经过多少时间棒开始滑动？  

（2）若保持磁感强度0的大小不变，从＝0时刻开始，给棒施加一个水平向右的拉力，使它以＝4.0m/s2的加速度匀加速运动．请推导出拉力的大小随时间变化的函数表达式，并在图（b）中作出拉力随时间变化的-图线．

如图甲所示，平行金属导轨间距为L1=0.5 m，导轨平面与水平面间的夹角θ=30°，两横截面为正方形、质量均为m=0.1 kg的金属棒ab，cd垂直导轨静止在导轨平面上，两棒之间的距离L2=0.4 m，两棒与导轨间的动摩擦因数均为，两棒在导轨之间部分的电阻均为R=0.1 Ω，导轨电阻不计，现将整个装置置于垂直于轨道平面向上的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示。设两棒与导轨间的最大静摩擦力均等于滑动摩擦力，两棒横截面的边长远小于它们之间的距离，忽略两棒上电流之间的相互作用，g取10 m/s2。

(1)两金属棒都未出现滑动之前，闭合回路中的电流多大？金属棒ab中电流方向如何？

(2)哪个金属棒先发生滑动？是在哪一时刻？

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右运动，穿过固定不动的有界匀强磁场区域，磁场区域的宽度为d且小于线圈边长。现测得线圈中产生的感应电动势E的大小和运动时间t变化关系如图所示。已知图象中三段时间分别为△t1，△t2，△t3，且在△t2时间内外力为恒力。

(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时间内线圈中的平均感应电动势；

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

(3)若仅给线圈一个初速度v0使线圈自由向右滑入磁场，试画出线圈自bc边进入磁场开始，其后可能出现的v-t图象。（只需要定性表现出速度的变化，除了初速度v0外，不需要标出关键点的坐标）

如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2 m、宽为d=1 m的金属“U”型导轨，“U”型导轨右侧l=0.5 m范围 内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感强度随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻，质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1 m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0.1Ω/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取g=10 m/s2）。

(1)通过计算分析4s内导体棒的运动情况；

(2)计算4s内回路中电流的大小，并判断电流方向；

(3)计算4s内回路产生的焦耳热。

有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图所示，该机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电 极，电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻R。绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻。若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U，求：

(1)橡胶带匀速运动的速率。

(2)电阻R消耗的电功率。

(3)一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。

如图(a)所示，相距为L的光滑平行金属导轨水平放置，导轨的一部分处在以OO'为右边界的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直导轨平面向下，导轨右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计。在距边OO'也为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab。

（1）若ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动3L距离，其速度位移的关系图像如图(b)所示，求此过程中电阻R上产生的焦耳热Q1和ab杆在刚离开磁场时的加速度大小a。

（2）若ab杆固定在导轨上的初始位置，磁场的磁感应强度按B=B0cosωt的规律由B0减小到零，已知此过程中电阻R 上产牛的焦耳热为Q2，求ω的大小。