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(18分)如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l = 0...

(18分)如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l = 0.5m,左端接有阻值R = 0.3Ω的电阻。一质量m = 0.1kg,电阻r = 0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B = 0.4T。棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以 a = 2m/s2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x = 9m时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1:Q2­­ = 2:1。导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q;

(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2

(3)外力做的功WF

 

(1)4.5C  (2)1.8J   (3)5.4J 【解析】【解析】 (1)设棒匀加速运动的时间为Δt,回路的磁通量变化量为:ΔΦ=BLx, 由法拉第电磁感应定律得,回路中的平均感应电动势为:E = 由闭合电路欧姆定律得,回路中的平均电流为:I = 通过电阻R的电荷量为:q = IΔt 联立以上各式,代入数据解得:q =4.5C (2)设撤去外力时棒的速度为v,棒做匀加速运动过程中,由运动学公式得: 设撤去外力后的运动过程中安培力做功为W,由动能定理得: W = 0-mv2 撤去外力后回路中产生的焦耳热:Q2 = -W 联立以上各式,代入数据解得:Q2 =1.8J (3)由题意各,撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1:Q2 =2:1 可得:Q1 =3.6J 在棒运动的整个过程中,由功能关系可得:WF = Q1 + Q2 联立以上各式,代入数据解得:WF =5.4J
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(16分)如图所示,水平地面上固定有高为h的平台,台面上有固定的光滑坡道,坡道顶端距台面高度也为h,坡道底端与台面相切。小球A从坡道顶端由静止开始滑下,到达水平光滑的台面与静止在台面上的小球B发生碰撞,并粘连在一起,共同沿台面滑行并从台面边缘飞出,落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半,两球均可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g。求

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)小球A刚滑至水平台面的速度vA

(2)A、B两球的质量之比mA:mB

 

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某同学在进行扩大电流表量程的实验时,需要知道电流表的满偏电流和内阻。他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路,如图所示。已知G­1的量程略大于G2的量程,图中R1为滑动变阻器,R2为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

①实验过程包含以下步骤,其合理的顺序依次为(填步骤的字母代号);

A.合上开关S2

B.分别将R1和R2的阻值调至最大

C.记下R2的最终读数

D.反复调节R1和R2的阻值,使G1的示数仍为I1,使G的指针偏转到满刻度的一半,此时R的最终读数为r

E.合上开关S1

F.调节R­1使G2的指针偏转到满刻度,此时G1的示数为I1,记下此时G1的示数

②仅从实验设计原理看,用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比(填“偏大”、“偏小”或“相等”);

③若要将G2的量程扩大为I,并结合前述实验过程中测量的结果,写出须在G2上并联的分流电阻RS的表达式,RS

 

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某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。

①他组装单摆时,在摆线上端的悬点处,用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线,再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧,如图所示。这样做的目的是(填字母代号)。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.保证摆动过程中摆长不变

B.可使周期测量得更加准确

C.需要改变摆长时便于调节

D.保证摆球在同一竖直平面内摆动

②他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下,用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L = 0.9990m,再用游标卡尺测量摆球直径,结果如图所示,则该摆球的直径为mm,单摆摆长为m。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

③下列振动图象真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程,图中横作标原点表示计时开始,A、B、C均为30次全振动的图象,已知sin50=0.087,sin150=0.26,这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是(填字母代号)。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(18分)质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面,再以4m/s的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞前后的动量变化为kg·m/s。若小球与地面的作用时间为0.2s,则小球受到地面的平均作用力大小为N(取g =10m/s2)。

 

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如图甲所示,静止在水平地面的物块A,受到水平向右的拉力F作用,F与时间t的关系如图乙所示,设物块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等,则

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.0~t1时间内F的功率逐渐增大

B.t2时刻物块A的加速度最大

C.t2时刻后物块A做反向运动

D.t3时刻物块A的动能最大

 

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