如图所示,质量为m的矩形线框MNPQ,MN边长为a,NP边长为b;MN边电阻为R1,PQ边电阻为R2,线框其余部分电阻不计。现将线框放在光滑绝缘的水平桌面上,PQ边与y轴重合。空间存在一个方向垂直桌面向下的磁场,该磁场的磁感应强度沿y轴方向均匀,沿x轴方向按规律Bx=B0(1-kx)变化,式中B0和k为已知常数且大于零。矩形线框以初速度v0从图示位置向x轴正方向平动。求:
1.在图示位置时线框中的感应电动势以及感应电流的大小和方向;
2.线框所受安培力的方向和安培力的表达式;
3.线框的最大运动距离xm;
4.若R1=2R2,线框运动到过程中,电阻R1产生的焦耳热。
如图(a)所示,木板OA可绕轴O在竖直平面内转动,某研究小组利用此装置探索物块在方向始终平行于斜面、大小为F=8N的力作用下加速度与斜面倾角的关系。已知物块的质量m=1kg,通过DIS、实验,得到如图(b)所示的加速度与斜面倾角的关系图线。若物块与木板间的动摩擦因数为0.2,假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力,g取10m/s2。试问:
1.图(b)中图线与纵坐标交点ao多大?
2.图(b)中图线与θ轴交点坐标分别为θ1和θ2,木板处于该两个角度时的摩擦力指向何方?说明在斜面倾角处于θ1和θ2之间时物块的运动状态。
3.θ1为多大?
4.如果木板长L=2m,倾角为37°,物块在F的作用下由O点开始运动,为保证物块不冲出木板顶端,力F最多作用多长时间?(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)
如图所示,在光滑绝缘水平面上B点的正上方O处固定一个质点,在水平面上的A点放另一个质点,两个质点的质量均为m,带电量均为+Q 。C为AB直线上的另一点(O、A、B、C位于同一竖直平面上),AO间的距离为L,AB和BC间的距离均为,在空间加一个水平方向的匀强电场后A处的质点处于静止。试问:
1.该匀强电场的场强多大?其方向如何?
2.给A处的质点一个指向C点的初速度,该质点到
达B点时所受的电场力多大?
3.若初速度大小为v0,质点到达C点时的加速度和速度分别多大?
如图所示,用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB(圆半径比细管的内径大得多)和直线BC组成的轨道固定在水平桌面上,已知APB部分的半径R=1.0 m,BC段长L=1.5m。弹射装置将一个小球(可视为质点)以v0=5m/s的水平初速度从A点弹入轨道,小球从C点离开轨道随即水平抛出,落地点D离开C的水平距离s=2m,不计空气阻力,g取10m/s2。求:
1.小球在半圆轨道上运动时的角速度ω和加速度a的大小;
2.小球从A点运动到C点的时间t;
3.桌子的高度h。
在用DIS研究小车加速度与外力的关系时,某实验小组的实验装置如图所示。实验时先平衡小车所受的摩擦力,然后用重物通过细线拉动小车,位移传感器(发射器)随小车一起沿轨道运动,位移传感器(接收器)固定在轨道左端。实验中把重物的重力作为拉力F,先后用不同质量的小车做了两组实验,每组实验中取了重物重力六个不同的值,取得实验数据并标在了a-F坐标中。
1.在坐标系中分别作出小车加速度a和拉力F的关系图线;
2.请根据做出的图线进行分析评价,实验误差比较大的是第________(选填“1”或“2”)组实验,造成误差较大的主要原因是:___________________________________。
某同学利用图甲所示电路,探究了电源在不同负载下的输出功率。
1.所得实验数据如下表,请在给出的直角坐标系中画出的图像。
2.根据所画的U-I图像,可求得电流I=0.20A时电源的输出功率约为 W(保留两位有效数字)。
3.(多选题)实验完成后,该同学对实验方案进行了反思,认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患,并对电路重新设计。在图乙所示的电路中(Rx阻值未知),你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率,又能消除安全隐患的是