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(满分12分)如图所示,宽度为L的金属框架竖直固定在绝缘地面上,框架的上端接有一...

(满分12分)如图所示,宽度为L的金属框架竖直固定在绝缘地面上,框架的上端接有一特殊的电子元件,如果将其作用等效成一个电阻,则其阻值与其两端所加的电压成正比,即等效电阻6ec8aac122bd4f6e,式中k为恒量。框架上有一质量为m的金属棒水平放置,金属棒与光滑框架接触良好,离地高为h,磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直。将金属棒由静止释放,棒沿框架向下运动。其它电阻不计,问:

(1)金属棒运动过程中,流过棒的电流多大?方向如何?

(2)金属棒经过多长时间落到地面?

(3)金属棒从释放到落地过程中在电子元件上消耗的电能多大?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

(1),方向水平向右 (2) (3) 【解析】  (1)(4分)在棒运动过程中,流过电阻R的电流大小为 ;                            ①    (2分) 电流方向水平向右(从a→b)。        (1分) (2)(6分)在运动过程中金属棒受到的安培力为 对金属棒运用牛顿第二定律,                           ③    (1分) 得    恒定,金属棒作匀加速直线运动;(2分) 设金属棒经过时间t落地,有                                   ④ 解得:        ⑤    (2分) (3)(4分)设金属棒落地时速度大小为v,有    (2分) 根据动能定理,有                        ⑥ 得    (2分) 另【解析】 金属棒从释放到落地过程中在电子元件上消耗的电能等于克服安培力所做的功,即       ⑦           (4分)
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考点分析:
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(满分10分)如图所示,边长为L的正方形线框abcd的匝数为n,ad的中点和bc边的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界上,磁感应强度为B,线圈与外电阻R构成闭合电路,整个线圈的电阻也为R,现在让线圈以OO′为轴,以角速度ω匀速转动,求:

(1)若从图示位置开始计时,闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式。

(2)线框从图示位置时转过90°的过程中电阻R上产生的热量和通过电阻R的电荷量

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(满分7分)如图所示,实线为简谐波在t时刻的波形图,虚线为波在(t+0.01)s时刻的波形图,若波速为100m/s.

(1)指出简谐波的传播方向;

(2)x=1m处的质点在此0.01s内的位移多大?方向如何?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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用双缝干涉测光的波长。实验装置如下图(甲)所示,已知单缝与双缝间的距离L1=100mm,双缝与屏的距离L2=700mm,双缝间距d=0.25mm。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准亮纹的中心如图(乙)所示,记下此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数。

(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时,手轮上的读数如图(丙)所示,则对准第1条时读数x1=_______mm,对准第4条时读数x2=_______mm.

(2)根据以上数据计算波长6ec8aac122bd4f6e_____nm.

说明: 6ec8aac122bd4f6e

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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由于实验室中矩形玻璃砖数量不够,部分同学须改用直角三棱镜做“测定玻璃的折射率”实验,实验步骤如下:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

a.如右图先在一张白纸上作出相互垂直的直线ab和a/b/ ,以ab和a/b/作为三棱镜的两个界面,并在直线ab上标出O点.

b.描出P3、P4的位置.

c.将三棱镜放在白纸上,使短边跟ab对齐,长边跟a/b/对齐,画出斜边bb/

d.在长边a/b/的外侧透过三棱镜观察大头针P1、P2的像,调整视线方向,直到P1的像完全被P2的像挡住.

e.在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的 像,P4挡住P1、P2的像及P3

f.过O点作一垂直于ab的线段OA,在OA上垂直纸面插上两枚大头针P1、P2

g.移去三棱镜和大头针,连接P3、P4交a/b/于点O/,作过O/与a/b/垂直的直线MN.

h.作出光路图,计算折射率n.

根据上面叙述回答下列问题:

①正确实验步骤顺序为              

②请在图中画出准确完整的光路图。

③请根据图中所给数据,求出该玻璃的折射率n=              

(2)某同学在做完测定玻璃折射率的实验后,突发奇想,他说受到实验中光路侧移的启示,设计了一个厚度检测仪,可以用来检测玻璃厚度是否均匀,原理大致是:如图所示,取一块厚度均匀的矩形玻璃砖摆放好,固定的一束激光AO以不变的入射角θ1照射到MN表面,折射后从PQ面射出,最后出射光线照射到光电管C上,光电管C可将光信号转变为电信号,如右图所示,依据激光束在C上移动的距离,可确定玻璃砖厚度的变化,若某次检测中发现光斑在C上左移了Δs,则此玻璃砖的厚度与原来相比变            (填“厚”或“薄”)。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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如图所示,相距为d的两条水平虚线L1L2之间是方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,正方形线圈abcd边长为LLd),质量为m,电阻为R,将线圈在磁场上方高h处静止释放,cd边刚进入磁场时速度为v0cd边刚离开磁场时速度也为v0,则从线圈cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场的过程中正确的是(      )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.感应电流所做的功为mgd

B.感应电流所做的功为2mgd

C.线圈的最小速度可能为6ec8aac122bd4f6e

D.线圈的最小速度一定为说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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