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(18分)如图所示,两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上,导轨上端连...

(18分)如图所示,两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上,导轨上端连接一个定值电阻。导体棒a和b放在导轨上,与导轨垂直并良好接触。斜面上水平虚线PQ以下区域内,存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力,使它沿导轨匀速向上运动,此时放在导轨下端的b棒恰好静止。当a棒运动到磁场的上边界PQ处时,撤去拉力, a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动,此时b棒已滑离导轨。当a棒再次滑回到磁场上边界PQ处时,又恰能沿导轨匀速向下运动。已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R,b棒的质量为m,重力加速度为g, 导轨电阻不计。求

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(1)a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中,a棒中的电流大小Ia与定值电阻R中的电流大小IR之比;

(2)a棒质量ma

(3)a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F。

 

(1) 2∶1 (2) 1.5m (3) 3.5mg sin θ 【解析】 试题分析:(1) a棒沿导轨向上运动时,a棒、b棒及电阻R中的电流分别为Ia、Ib、IR,有 IRR=IbRb① Ia=IR+Ib② 由①②解得=③ (2) 由于a棒在PQ上方滑动过程中机械能守恒,因而a棒在磁场中向上滑动的速度大小v1与在磁场中向下滑动的速度大小v2相等,即v1=v2=v④ 设磁场的磁感应强度为B,导体棒长为L。a棒在磁场中运动时产生的感应电动势为 E=BLv⑤ Ib=×=⑥ IbLB=mg sin θ⑦ 当a棒向下匀速运动时,设a棒中的电流为Ia',则 Ia' =⑧ Ia' LB=mag sin θ⑨ 由⑥⑦⑧⑨解得ma=m (3) 由题知导体棒a沿斜面向上运动时,所受拉力 F=IaLB+mag sin θ 联立上列各式解得F=mg sin θ 考点:本题考查电磁感应及功能关系。  
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考点分析:
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(14分)如图所示,竖直平面内半径为R的光滑半圆形轨道,与水平光滑轨道AB相连接,AB的长度为s.一质量为m的小球,在水平恒力F作用下由静止开始从A向B运动,到B点时撤去力F,小球沿圆轨道运动到最高点C时对轨道的压力为2mg.求:

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(1)小球在C点的加速度大小;

(2)恒力F的大小。

 

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(9分)在测量电源的电动势和内阻的实验中,由于所用的电压表(视为理想电压表)的量程较小,某同学设计了如图所示的实物电路。

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(1)实验时,应先将电阻箱的电阻调到__            。(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)

(2)改变电阻箱的阻值R,分别测出阻值满分5 manfen5.com=10满分5 manfen5.com的定值电阻两端的电压U,下列两组R的取值方案中,比较合理的方案是_               _。(选填1或2)

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(3)根据实验数据描点,绘出的满分5 manfen5.com图像是一条直线。若直线的斜率为k,在满分5 manfen5.com坐标轴上的截距为b,则该电源的电动势E=      ,内阻r=           。(用k、bR0表示)

 

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(6分)在用图示装置

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做《探究功与速度变化》的关系实验时

(1)下列说法正确的是:    

A.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值

B.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值

C.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度

D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度

(2)实验时为了使小车只在橡皮筋的作用下运动应采取的措施是          

 

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如图所示,发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1上,然后经点火,卫星沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入轨道3,轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运动时。下列说法正确的是

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A.卫星在轨道3上的周期小于在轨道1上的周期

B.卫星从轨道1到轨道3动能的减小量小于势能的增加量

C.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度

D.卫星在轨道3上经过P点时的速度大于它在轨道2上经过P点时的速度

 

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足够长的粗糙斜面上,用力推着一物体沿斜面向上运动, t=0时撤去推力,0—6s内速度随时间的变化情况如图所示,由图像可知

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A.0—1s内重力的平均功率大小与1—6s内重力平均功率大小之比为51

B.0一l s内摩擦力的平均功率大小与1~6s内摩擦力平均功率大小之比为11

C.0一1s 内位移大小与1~6s内位移大小之比为15

D.0一1s内机械能变化量大小与1~6s内机械能变化量大小之比为15

 

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