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(14分)如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为a=3...

(14分)如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为a=30°,导轨电阻不计,导轨处在垂直导轨平面斜向上的有界匀强磁场中. 两根电阻都为R=2W、质量都为m=0.2kg的完全相同的细金属棒ab和cd垂直导轨并排靠紧的放置在导轨上,与磁场上边界距离为x1.6m,有界匀强磁场宽度为3x4.8m.先将金属棒ab由静止释放,金属棒ab刚进入磁场就恰好做匀速运动,此时立即由静止释放金属棒cd,金属棒cd在出磁场前已做匀速运动.两金属棒在下滑过程中与导轨接触始终良好(取重力加速度g=10m/s2).求:

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(1)金属棒ab刚进入磁场时棒中电流I

(2)金属棒cd在磁场中运动的过程中通过回路某一截面的电量q

(3)两根金属棒全部通过磁场的过程中回路产生的焦耳热Q

 

(1) I=1A (2) (3) 8J 【解析】 试题分析:(1)mgxsina=mv12, v1==4m/s(1分) =mgsina,BL=1Tm(1分) BIL=mgsina,I=1A   (1分) (2)设经过时间t1,金属棒cd也进入磁场,其速度也为v1,金属棒cd在磁场外有x=v1/2·t1,此时金属棒ab在磁场中的运动距离为:X=v1t1=2x,                      两棒都在磁场中时速度相同,无电流,金属棒cd在磁场中而金属棒ab已在磁场外时,cd棒中才有电流,运动距离为2x(得到cd棒单独在磁场中运动距离为2x,即可得2分) (公式2分、结果1分) (3)金属棒ab在磁场中(金属棒cd在磁场外)回路产生的焦耳热为: Q1=mgsina´2x=3.2J (或:Q1=2I2Rt1=mgsina´2x)(1分) 金属棒ab、金属棒cd都在磁场中运动时,回路不产生焦耳热。两棒加速度均为gsina,ab离开磁场时速度为v 2,v22-v12=2gxsina,v2=。(1分) 金属棒cd在磁场中(金属棒ab在磁场外),金属棒cd的初速度为v2=,末速度为,由动能定理: mgsina´2x-Q2=m()2-m()2(2分) Q2=mgsina´3x=4.8J(1分) Q=mgsina´5x=8J(1分) 考点:本题是电磁感应中的力学问题,综合运用电磁磁学知识和力平衡知识.
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考点分析:
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(14分)如图所示,两个带电小球(可视为质点),固定在轻质绝缘等腰直角三角形框架OAB的两个端点A、B上,整个装置可以绕过O点且垂直于纸面的水平轴在竖直平面内自由转动.直角三角形的直角边长为L.质量分别为mA=3mmBm,电荷量分别为QA=-qQB=+q.重力加速度为g.

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(1)若施加竖直向上的匀强电场E,使框架OB边水平、OA边竖直并保持静止状态,则电场强度E多大?

(2)若将匀强电场方向改为与原电场方向相反,保持E的大小不变,则框架OAB在接下来的运动过程中,带电小球A的最大动能EkA为多少?

(3)在(2)中,设以O点为零势能位,则框架OAB在运动过程中,A、B小球电势能之和的最小值E’为多少?

 

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(12分)水上滑梯可简化成如图所示的模型:倾角为θ=37°斜滑道AB和水平滑道BC平滑连接(设经过B点前后速度大小不变),起点A距水面的高度H=7.0m,BC长d=2.0m,端点C距水面的高度h=1.0m. 一质量m=50kg的运动员从滑道起点A点无初速地自由滑下,运动员与AB、BC间的动摩擦因数均为μ=0.1.(取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,运动员在运动过程中可视为质点)

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(1)求运动员沿AB下滑时加速度的大小a

(2)求运动员从A滑到C的过程中克服摩擦力所做的功W和到达C点时速度的大小υ

(3)保持水平滑道端点在同一竖直线上,调节水平滑道高度h和长度d到图中B′C′位置时,运动员从滑梯平抛到水面的水平位移最大,求此时滑道B′C′距水面的高度h′.

 

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(10分)如图所示,竖直放置的均匀细U型试管,左侧管长LOA=30cm,右管足够长且管口开口,初始时左管内被水银封闭的空气柱长20cm,气体温度为27°C,左右两管水银面等高。已知大气压强为p0=75cmHg.

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(1)现对左侧封闭气体加热,直至两侧水银面形成10cm长的高度差.则此时气体的温度为多少摄氏度?

(2)保持此时温度不变,从右侧管口缓慢加入水银,则至少加入多少长度的水银,可以使得左侧管内气体恢复最初的长度?

 

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(6分)在“油膜法估测分子的直径”实验中,

(1)(多选题)该实验中的理想化假设是(     )

A.将油膜看成单分子层油膜            B.不考虑各油分子间的间隙

C.不考虑了各油分子间的相互作用力    D.将油分子看成球形。

(2)(单选题)实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精溶液的作用是(     )

A.可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓

B.对油酸溶液起到稀释作用

C.有助于测量一滴油酸的体积         

D.有助于油酸的颜色更透明便于识别

(3)某老师为本实验配制油酸酒精溶液,实验室配备的器材有:面积为0.22m2的蒸发皿,滴管,量筒(50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升),纯油酸和无水酒精若干等。已知分子直径数量级为1010m,则该老师配制的油酸酒精溶液浓度(油酸与油酸酒精溶液的体积比)至多为       ‰(保留两位有效数字)。

 

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(6分)在做“测定电池的电动势和内阻”实验时,某同学的线路连接如图甲所示。

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(1)在答题卡的方框内画出与图甲对应的电路图;

(2)在图乙说明: 满分5 manfen5.com-R坐标系中标出了该同学所测的实验数据点,试作出这些数据点的拟合直线,并读得该直线的纵轴截距为        A-1,求得其斜率为        V-1

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(3)求得电池的电动势是        V,内阻是       Ω。

 

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