(18分)如图甲,电阻不计的轨道MON与PRQ平行放置,ON及RQ与水平面的倾角=53°,MO及PR部分的匀强磁场竖直向下,ON及RQ部分的磁场平行轨道向下,磁场的磁感应强度大小相同,两根相同的导体棒ab和cd分别放置在导轨上,与导轨垂直并始终接触良好。棒的质量m=1.0kg,R=1.0,长度与导轨间距相同,L=1.0m,棒与导轨间动摩擦因数=0.5,现对ab棒施加一个方向向右,大力随乙图规律变化的力F的作用,同时由静止释放cd棒,则ab棒做初速度为零的匀加速直线运动,g取10m/s2,求:
(1)ab棒的加速度大小;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)若已知在前2s内外力做功W=30J,求这一过程中电路产生的焦耳热;
(3)求cd棒达到最大速度所需的时间.
(14分)如图所示,某学校趣味运动会上举行推箱子比赛。杨明同学用与水平方向成q=30°角斜向下的推力F推一个重为G=200 N的箱子匀速前进,箱子与地面间的动摩擦因数为m=0.40。求:
(1)推力F的大小;
(2)若人不改变推力F的大小,只把力的方向变为水平,去推这个静止的箱子,且当作用的时间t=3 s后撤去推力,则撤去推力后箱子还能运动多长时间?
(9分)用图甲所示的电路,测定某一干电池的电动势和内电阻,期中定值电阻R0起保护作用,除电池(内阻不大于2)、电流表、电压表、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
A.滑动变阻器(阻值范围0—10,额定电流2A)
B.滑动变阻器(阻值范围0--100,额定电流1A)
C.定值电阻(阻值1,额定功率5W)
D.定值电阻(阻值10,额定功率10W)
(1)要正确完成实验,定值电阻R0应选择________,滑动变阻器R应选择_______(填代号);
(2)实验中移动滑动变阻器触头,读出伏特表和电流表的多组数据U、I如下表,在图乙中作出U-I图象,利用图象求得电源电动势E=______,内电阻r=_________.
U/V |
1.27 |
1.21 |
1.06 |
0.92 |
0.78 |
I/A |
0.15 |
0.20 |
0.30 |
0.40 |
0.50 |
(3)实验所得电动势与内电阻均存在误差,引起误差的主要原因是________________。
在研究匀变速直线运动的实验中,小明正常进行操作,打出的一条纸带只有三个清晰的点。标记为0、1、2,则纸带的加速度为 ;而P点是纸带上一个污点,小明想算出P点的速度,你认为小明的想法能否实现?你认为不能实现,请说明理由;若能实现请算出P点的速度 。(如图是小明用刻度尺测量纸带时的示意图。)
如图所示,宽h=2cm的有界匀强磁场的纵向范围足够大,磁感应强度的方向垂直纸面向里.现有一群正粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向射入磁场.若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径r均为5cm,不计粒子的重力,则
A.右边界:-4cm<y<4cm内有粒子射出
B.右边界:y>4cm和y<-4cm内有粒子射出
C.左边界:y>8cm内有粒子射出
D.左边界:0<y<8cm内有粒子射出
如图所示,一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体,当加有与侧面垂直的匀强磁场B,且通以图示方向的电流I时,用电压表测得导体上、下表面MN间电压为U。已知自由电子的电量为e。下列说法中正确的是
A.M板比N板电势高
B.导体单位体积内自由电子数越多,电压表的示数越大
C.导体中自由电子定向移动的速度为v=U/Bd
D.导体单位体积内的自由电子数为BI/eUb