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(20分)如图所示,水平地面上方高为h=7.25m的区域内存在匀强磁场,ef为磁...

(20分)如图所示,水平地面上方高为h=7.25m的区域内存在匀强磁场,ef为磁场的上水平边界。边长L=l.0m,质量m=0.5kg,电阻R=2.0Ω的正方形线框abcd从磁场上方某处自由释放,线框穿过磁场掉在地面上。线框在整个运动过程中始终处于竖直平面内,且ab边保持水平。以线框释放的时刻为计时起点,磁感应强度B随时间t的变化情况如B-t图象,已知线框ab边进入磁场刚好能匀速运动,g取10m/s2。求:

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(1)线框进入磁场时匀速运动的速度v;

(2)线框从释放到落地的时间t;

(3)线框从释放到落地的整个过程中产生的焦耳热。

 

(1)10m/s(2)1.6s(3) 【解析】(1)因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动, 所以线框abcd受力平衡mg=FA            (1分) ab边进入磁场切割磁感线,产生的电动势E=Blv            (1分) 形成的感应电流               (1分) 受到的安培力                   (1分) mg=                          (2分) 代入数据解得v=10m/s                         (1分) (2)线框abcd进入磁场前时,做匀加速直线运动;进磁场的过程中,做匀速直线运动;进入磁场后到落地,仍做匀加速直线运动。 进磁场前线框的运动时间为           (1分) 进磁场过程中匀速运动时间           (1分) 线框完全进入磁场后线框受力情况同进入磁场前,所以该阶段的加速度仍为g=10m/s2 解得:t3=0.5s                            (2分) 因此ab边由静止开始运动到落地用的时间为t=t1+t2+t3=1.6s           (2分) (3)线框匀速进磁场的过程中产生的焦耳热为 进入磁场后的感生电动势为:                  (2分)               (2分) 整个运动过程产生的焦耳热  (3分) 本题考查的是电磁感应定律和和力学综合的应用问题,根据安培定律和电磁感应定律,利用受力平衡条件即可计算出匀速运动的速度;综合匀速和匀变速运动规律计算出落地时间;根据功能关系可以计算出产生的焦耳热;
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(16分).把一张足够长的水平绝缘桌面放入空间存在一有边界的电场中,电势φ随距离的变化如图(甲)所示。在绝缘水平桌面上的电场左边界O点放一质量为m=1kg的小物块,如图(乙)所示,物块与地面的摩擦因数为μ=0.2,物块带电量为q1=+0.5C。现对物块施加一水平拉力F=4N使其沿桌面运动,4s末用某种方法使物块不带电(不影响物块运动的速度),6s末撤去外力的同时,使物体恢复带电且电量为q2=-1C,g取10m/s2。求:

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(1)9s末物体的速度和该时刻的位置坐标

(2)9s内物块的电势能的变化量。

 

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(10分)某同学为研究某电学元件(最大电压不超过2.5V,最大电流不超过0.55A)的伏安特性曲线,在实验室找到了下列实验器材:

A.电压表(量程是3V,内阻是6kΩ的伏特表)

B.电压表(量程是15V,内阻是30kΩ的伏特表)

C.电流表(量程是0.6A,内阻是0.5Ω的安培表)

D.电流表(量程是3A,内阻是0.1Ω的安培表)

F.滑动变阻器(阻值范围0~5Ω),额定电流为0.6A

G.滑动变阻器(阻值范围0~100Ω),额定电流为0.6A

H.直流电源(电动势E=3V,内阻不计),开关、导线若干。

该同学设计电路并进行实验,通过实验得到如下数据(I和U分别表示电学元件上的电流和电压)。

I/A

0

0.12

0.21

0.29

0.34

0.38

0.42

0.45

0.47

0.49

0.50

U/V

0

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

1为提高实验结果的准确程度,电流表选     ;电压表选      ;滑动变阻器选    。(以上均填写器材代号)

2请在下面的方框中画出实验电路图;

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3在图(a)中描出该电学元件的伏安特性曲线;

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4据图(a)中描出的伏安特性曲线可知,该电学元件的电阻随温度而变化的情况为:                                 

5把本题中的电学元件接到图(b)所示电路中,若电源电动势E=2.0V,内阻不计,定值电阻R=5Ω,则此时该电学元件的功率是_______W。

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(10分)“探究功与物体速度变化的关系”的实验如图甲所示,当小车在一条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致.每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.

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(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、__________(填测量工具)和________电源(填“交流”或“直流”).

(2)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车的速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是________.

A.橡皮筋处于原长状态             B.橡皮筋仍处于伸长状态

C.小车在两个铁钉的连线处         D.小车已过两个铁钉的连线

(3)在正确操作情况下,需要垫起木板的一端平衡摩擦,平衡摩擦时,小车是否要拖着纸带穿过打点计时器进行?          (填“是”或“否”),平衡摩擦的目的是                。实验时打在纸带上的点并不都是均匀的,如图乙所示.为了测量小车获得的速度,应选用纸带的________部分进行测量(根据下面所示的纸带回答,并用字母表示).

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如图所示,用手握着细绳的一端在水平桌面上做半径为r的匀速圆周运动,圆心为O,角速度为ω。细绳长为L,质量忽略不计,运动过程中细绳始终与r圆相切,在细绳的另外一端系着一个质量为m的小球,小球恰好做以O为圆心的大圆在桌面上运动,小球和桌面之间存在摩擦力,以下说法正确的是

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A.小球将做变速圆周运动

B.细绳拉力为6ec8aac122bd4f6e

C.手对细线做功的功率为6ec8aac122bd4f6e

D.小球与桌面的动摩擦因素为6ec8aac122bd4f6e

 

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汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P,牵引力为F0。t1时刻,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半,并保持该功率继续行驶,到t2时刻,汽车又恢复了匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变)。下面几个关于汽车牵引力F、汽车速度v在这个过程中随时间t变化的图像中正确的是  

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