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5.如圖是某學習小組在空曠的場地上做“搖繩發(fā)電實驗”的示意圖.他們將一銅芯線像甩跳繩一樣勻速搖動,銅芯線的兩端分別通過細銅線與靈敏交流電流表相連.搖繩的兩位同學的連線與所在處的地磁場(可視為勻強磁場)垂直.搖動時,銅芯線所圍成半圓周的面積S=2m2,轉動角速度ω=102rad/s,用電表測得電路中電流I=40μA,電路總電阻R=10Ω,取\frac{π}{\sqrt{2}}=2.25.
(1)求該處地磁場的磁感應強度B;
(2)求銅芯線轉動一周的過程中,電路產生的焦耳熱Q.

分析 (1)電路產生的是正弦式交流電,電流表測的是電流的有效值,求出電流的最大值,應用應用歐姆定律與E=BωS可以求出磁感應強度.
(2)應用焦耳定律可以求出電路產生的焦耳熱.

解答 解:(1)銅芯線中產生的是正弦交流電,
電流表測量的是電流的有效值,
電流的最大值:Im=\sqrt{2}I     ①
感應電動勢的最大值:Em=ImR     ②
感應電動勢的最大值:Em=BωS     ③
代入數(shù)據(jù)解得:B=2×10-5T    ④
(2)銅芯線轉動一周,電路中產生的焦耳熱:
Q=I2RT      ⑤,
代入數(shù)據(jù)解得:Q=7.2×10-9J  ⑥
答:(1)該處地磁場的磁感應強度B為2×10-5T;
(2)銅芯線轉動一周的過程中,電路產生的焦耳熱Q為7.2×10-9J.

點評 本題考查了求磁感應強度、電路產生的焦耳熱,知道“搖繩發(fā)電”產生的是正弦式交流電是正確解題的前提與關鍵,掌握正弦式交流電最大值與有效值間的關系,應用歐姆定律、焦耳定律可以解題.

練習冊系列答案
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15.如圖(甲)所示為某同學在豎直懸掛的彈簧下加掛鉤碼,研究彈簧彈力與彈簧伸長量的關系.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的彈力F跟彈簧伸長量x的關系如圖(乙)所示.由圖象可知在彈性限度內,彈簧的彈力與彈簧的伸長量成正比 (填“正比”或“反比”),當彈簧伸長量為4cm時,彈力的大小為10N,彈簧的勁度系數(shù)是250N/m.

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16.如圖所示,在同一豎直平面內,傾角θ=30°的光滑斜面的頂端連接一光滑的半徑為R(圓管的內徑遠小于R)的半圓管PQ,圓管與斜面相切于斜面最高點P,一輕質彈簧的下端與固定擋板連接,上端與小球B接觸(不連接),B平衡時,彈簧的壓縮量為R,O點為彈簧的原長位置,OP=2R,在P點由靜止釋放小球A,小球A與B碰后粘在一起形成物體C,C恰好能返回到O點,已知小球A和B完全相同,質量均為m,直徑略小于圓管內徑,重力加速度為g,求:
(1)A、B碰后瞬間C的速度大��;
(2)A、B碰前彈簧的彈性勢能;
(3)若在P點給A一個沿斜面向下的初速度,A與B碰后粘接成C仍一起向下運動,要使C返回后能從半圓管Q端離開,初速度v0應滿足的條件.

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13.資源普查衛(wèi)星在通過地球兩極上空的圓軌道上運行,它的運動軌道距地面的高度為h,要使衛(wèi)星在一天的時間內將地面上赤道各處的日照條件下的情況全部拍攝下來(設地球的半徑為R,地面處的重力加速度為g,地球自轉周期為T),則( �。�
A.衛(wèi)星繞地球運動的周期為T1=\frac{2π}{R}\sqrt{\frac{R+h}{g}}
B.在衛(wèi)星繞地球一周時,地球自轉的角度為\frac{4{π}^{2}}{RT}\sqrt{\frac{R+h}{g}}
C.在衛(wèi)星繞地球一周時,地球自轉的角度為\frac{RT}{4{π}^{2}}\sqrt{\frac{g}{R+h}}
D.在衛(wèi)星繞地球一周的時間內在赤道上空時,衛(wèi)星的攝像機至少應拍攝地面上的弧長為\frac{4{π}^{2}}{T}\sqrt{\frac{(R+h)^{2}}{g}}

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20.如圖.兩個小木塊a(質量為2m)和b(質量為m)均可視為質點,放在水平圓盤上,a與轉軸OO′的距離為l,b與轉軸的距離為2l.木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍,重力加速度大小為g.若圓盤從靜止開始繞轉軸緩慢地加速轉動,用ω表示圓盤轉動的角速度,下列說法錯誤的是( �。�
A.b一定比a先開始滑動
B.當ω<\sqrt{\frac{kg}{2l}},a、b所受的摩擦力大小始終相等
C.ω=\sqrt{\frac{kg}{2l}}是b開始滑動的臨界角速度
D.當ω=\sqrt{\frac{2kg}{3l}}時,a所受摩擦力的大小為kmg

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10.如圖所示,放在光滑水平面同一直線上的兩物體甲和乙,它們的質量分別為2m和m,甲上固定一根輕質彈簧,某時刻使它們分別同時獲得2v和3v的瞬時速率,并開始相向運動.當兩物體相距最近時,甲的速度大小為( �。�
A.0B.\frac{v}{3}C.\frac{v}{2}D.\frac{7v}{3}

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17.如圖所示,導熱性良好的氣缸內用活塞封閉一定質量的理想氣體,活塞可沿氣缸壁無摩擦活動.當環(huán)境溫度為T時,平放氣缸氣體長度為L,豎直立起氣缸,保持環(huán)境溫度不變,穩(wěn)定后氣體長度為\frac{19}{20}L.若在活塞上放置一個與活塞質量相等的物塊,并且環(huán)境溫度緩慢升高而保持大氣壓強不變,則氣溫達到多少時氣體的長度恰好恢復到L?

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14.下列說法正確的是( �。�
A.在電場中順著電場線移動電荷,電場力做功,電荷電勢能減少
B.在電場中逆著電場線移動電荷,電場力做功,電荷電勢能減少
C.在電場中順著電場線移動正電荷,電場力做正功,電荷電勢能減少
D.在電場中逆著電場線移動負電荷,電場力做負功,電荷電勢能增加

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a/m•s-22.012.984.025.01
F/N1.002.003.004.00

(1)在圖(c)所示的坐標紙上作出小車加速度a隨拉力F變化的圖線;
(2)從所得圖線分析該實驗小組在操作過程中的不當之處;
(3)如果實驗時,在小車和重物之間接一不計質量的微型力傳感器來測量拉力F,實驗裝置如圖(b)所示,從理論上分析,該實驗圖線的斜率將變大.(填“變大”、“變小”或“不變”)

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