(14分)如图所示,一倾角为37°的斜面固定在水平地面上,质量为1千克的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下,从斜面的底端A点由静止开始运动,到达B点时立即撤去拉力F。此后,物体到达最高点C。每隔0.2秒通过位移传感器测得物体的瞬时速度的大小,下表给出了部分测量数据。(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)
t/s |
0 |
0.2 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
1.0 |
1.2 |
V/ms-1 |
0.0 |
1.0 |
2.0 |
|
0.1 |
0.5 |
0.9 |
试求:(1)恒力F的大小;
(2)0.6秒时物体的瞬时速度;
(3)物体在斜面上运动过程中重力的最大功率;
(4)物体在斜面上运动的过程中,地面对斜面的摩擦力
(12分)如图所示,由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd,总电阻为R,边长为L.现将线框以与ab垂直的速度v匀速穿过一宽度为2L、磁感应强度为B的匀强磁场区域,整个过程中ab、cd两边始终保持与边界平行.令线框的cd边刚与磁砀左边界重合时t=0,电流沿abcda流动的方向为正.
(1)在下图中画出线框中感应电流随时间变化的图象;
(2)求整个过程中线框产生的焦耳热;
(3)求线框出磁场的过程中流过线框的电量.
(14分)如图所示的电路中,直流发电机M的电动势E=250 V,内阻r =0.5Ω,R1 =R2 =1Ω.电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热器的额定电压为200 V,额定功率为l 000 W,其他电阻不计,也不计电热器电阻随温度的变化.问:
(1) 当接通几只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作?
(2) 当接通几只电热器时,被接通电热器的总消耗功率最大?
(3) 当被接通电热器的总消耗功率最大时,电阻R1、R2和内阻r上消耗的功率分别为多少?
(10分)如图所示,固定在水平面上的光滑斜面,倾角α=530,高为H,质量为m的小物体,开始时它在斜面顶端。(sin530=0.8 ,cos530=0.6)
(1)在物体上加一个水平力使物体静止,则该该水平力的大小为多大?方向如何?
(2)辨析题:若把题(1)中的水平力反向,大小不变,然后释放物体,则物块落地的速度为多大?
某同学分析如下:因“光滑斜面”所以物体沿光滑斜面下滑不受摩擦力作用,故物体受到三个力:重力G、支持力N、水平力F,支持力不做功,根据动能定理得: ,解方程得到V的大小。
你认为该同学的分析正确吗?若正确,请求出落地速度的大小;
若不正确,请指出错误处,并求出落地速度的大小。
(8分)虚线方框内是由电阻、电源组成的线性网络电路,为了研究它的输出特性,将电流表、电压表、滑动变阻器按图示的方式连接在它的输出端A、B之间.电键S闭合后,实验中记录的6组电流表示数I、电压表示数U如下表所示.
(1)试根据这些数据在下面的坐标纸上画出U-I图线.
(2)若将方框内的电路等效成电动势为E、内电阻为r的电源,从图线上求出电源的电动势E=_______V,内电阻r=______Ω.
(3)若电流表内阻为0,当滑动变阻器的滑片移至最上端时,电流表示数是_______A.
(4)变阻器滑片移动过程中,滑动变阻器的最大功率是_________W.
(6分)学了法拉第电磁感应定律Eµ 后,为了定量验证感应电动势E与时间△t成反比,某小组同学设计了如图所示的一个实验装置:线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上,强磁铁和挡光片固定在运动的小车上。每当小车在轨道上运动经过光电门时,光电门会记录下挡光片的挡光时间△t,同时触发接在线圈两端的电压传感器记录下在这段时间内线圈中产生的感应电动势E。利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出,就能得到一系列的感应电动势E和挡光时间△t。
(1)观察和分析该实验装置可看出,在实验中,每次测量的△t时间内,磁铁相对线圈运动的距离都__________(选填“相同”或“不同”),从而实现了控制__________不变;
(2)在得到上述表格中的数据之后,为了验证E与△t成反比,他们想出两种办法处理数据:第一种是计算法:算出____________________,若该数据基本相等,则验证了E与△t成反比;第二种是作图法:在直角坐标系中作_________________关系图线,若图线是基本过坐标原点的倾斜直线,则也可验证E与△t成反比。