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(20分)如图甲,在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场...

(20分)如图甲,在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场,在此区域内,沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管,环心0在区域中心。一质量为m、带电量为q(q>0)的小球,在管内沿逆时针方向(从上向下看)做圆周运动。已知磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示,其中说明: 6ec8aac122bd4f6e。设小球在运动过程中电量保持不变,对原磁场的影响可忽略。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)在t=0到t=T0 这段时间内,小球不受细管侧壁的作用力,求小球的速度大小6ec8aac122bd4f6e

(2)在竖直向下的磁感应强度增大过程中,将产生涡旋电场,其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆,同一条电场线上各点的场强大小相等。试求t=T0 到t=1.5T0 这段时间内:

①细管内涡旋电场的场强大小E;

②电场力对小球做的功W。

 

;; 【解析】(1)小球做圆周运动向心力由洛伦磁力提供:设速度为v,有: 解得: (2)在磁场变化过程中,圆管所在的位置会产生电场,根据法拉第感应定律可知,电势差 电场处处相同,认为是匀强电场则有: 又因为 得到场强 (3)、小球在电场力的作用下被加速。加速度的大小为: 而电场力为: 在T0—1.5T0时间内,小球一直加速,最终速度为 电场力做的功为: 得到电场力做功:
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(19分)如图,用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一搜失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为P,小船的质量为m,小船受到的阻力大小恒为f,经过A点时的速度大小为6ec8aac122bd4f6e,小船从A点沿直线加速运动到B点经历时间为t1,A、B两点间距离为d,缆绳质量忽略不计。求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功6ec8aac122bd4f6e

(2)小船经过B点时的速度大小6ec8aac122bd4f6e

(3)小船经过B点时的加速度大小a。

 

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(15分)如图,置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动,当转速达到某一数值时,物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R=0.5 m,离水平地面的高度H=0.8m,物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10m/s2 求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)物块做平抛运动的初速度大小V0

(2)物块与转台间的动摩擦因数说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(18分)(1)(6分)在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图):

说明: 6ec8aac122bd4f6e

①下列说法哪一个是错误的_______。(填选项前的字母)

A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝

B.测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划中心刻线与该亮纹的中心对齐

C.为了减少测量误差,可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a,求出相邻两条亮纹间距说明: 6ec8aac122bd4f6e

②测量某亮纹位置时,手轮上的示数如右图,其示数为___mm。

(2)(12分)某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E。

①先直接用多用电表测定该电池电动势。在操作无误的情况下,多用电表表盘示数如图,其示数为____V。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

②然后,用电压表说明: 6ec8aac122bd4f6e、电阻箱R、定值电阻说明: 6ec8aac122bd4f6e、开关S、若干导线和该电池组成电路,测定该电池电动势。

(ⅰ)根据电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接成完整电路。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(ⅱ)闭合开关S,调整电阻箱阻值R,读出电压表说明: 6ec8aac122bd4f6e相应示数U。该学习小组测出大量数据,分析筛选出下表所示的R、U数据,并计算出相应的1/R与1/U的值。请用表中数据在坐标纸上描点,并作出1/U-1/R图线。

说明: 6ec8aac122bd4f6e说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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水平放置的轻弹簧,一端固定,另一端与小滑块接触,但不粘连;初始时滑块静止于水平气垫导轨上的O点,如图(a)所示。现利用此装置探究弹簧的弹性势能Ep与其压缩时长度的改变量x的关系。先推动小滑块压缩弹簧,用米尺测出x的数值;然后将小滑块从静止释放。用计时器测出小滑块从O点运动至气垫导轨上另一固定点A所用的时间t。多次改变x,测得的x值及其对应的t值如下表所示。(表中的6ec8aac122bd4f6e值是根据t值计算得出的)

6ec8aac122bd4f6e

6ec8aac122bd4f6e

(1)根据表中数据,在图(b)中的方格纸上作6ec8aac122bd4f6e—x图线。

6ec8aac122bd4f6e

(2)回答下列问题:(不要求写出计算或推导过程)

①已知点(0,0)在6ec8aac122bd4f6e—x图线上,从6ec8aac122bd4f6e—x图线看,6ec8aac122bd4f6e与x是什么关系?

②从理论上分析,小滑块刚脱离弹簧时的动能Ek6ec8aac122bd4f6e是什么关系?

③当弹簧长度改变量为x时,弹性势能与相应的Ek是什么关系?

④综合以上分析,Ep与x是什么关系?

 

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图示电路可用来测量电阻的阻值。其中E为电源,R为已知电阻,Rx为待测电阻,V可视为理想电压表,S0为单刀单掷开关,S1、S2为单刀双掷开关。

6ec8aac122bd4f6e

(1)当S0闭合时,若S1、S2均向左闭合,电压表读数为U1;若S1、S2均向右闭合,电压表读数为U2.。由此可求出Rx=                     

(2)若电源电动势E=1.5V,内阻可忽略,电压表量程为1V,R=100Ω..。此电路可测量的Rx的最大值为        Ω。

 

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