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(14分)如图所示,轮轴大轮半径为3r,小轮半径为r,大轮边悬挂质量为m的重物,...

(14分)如图所示,轮轴大轮半径为3r,小轮半径为r,大轮边悬挂质量为m的重物,小轮边悬挂“日”字型线框,线框质量也为m,线框竖直边电阻不计,三根横边边长为L,电阻均为R。水平方向匀强磁场的磁感应强度为B,磁场宽度与线框横边间距相同,均为h,轮轴质量和摩擦不计。从静止释放重物,线框一进入磁场就做匀速运动。

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(1)判断“日”字型线框最上面的一条边进入磁场时,流经它的电流方向;

(2)求线框进入磁场的速度大小v;

(3)求刚释放重物时,线框上边与磁场下边缘的距离H;

(4)求线框全部通过磁场的过程中产生的热量Q。

 

(1)自右向左(2) v=3mgR/B2L2(3) 45m2gR2/2B4L4(4) Q=6mgh 【解析】 试题分析:(1)电流方向为自右向左                       2分 (2)线框进入磁场就做匀速运动,安培力和重力是同方向的, 线框 T1=FA+mg,重物T2=mg,T1= 3T2;                             1分 FA=2mg                                                          1分 BIL="B[Blv/(R+R/2)" ]L=2mg                                           1分 v=3mgR/B2L2                                                         1分 (3)未进入磁场前,系统机械能守恒: 3mgH-mgH=(1/2)mv2+(1/2)m(3v)2                                       2分 H=5v2/2g=45m2gR2/2B4L4                                               2分 (4) 全部通过磁场过程都是匀速运动,每次都是一条横边切割,电路情况相同,热量来自于安培力做功,FA=2mg                  2分 通过磁场线框发生的位移是3h, 所以Q=6mgh 考点:考查了导体切割磁感线运动
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考点分析:
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(14分)如图所示,OAB是刚性轻质直角三角形支架,边长AB=20cm,∠OAB=30°;在三角形两锐角处分别固定两个不计大小的小球,A处小球质量为1kg。现将支架安装在可自由转动的水平轴上,使之可绕O点在竖直平面内无摩擦转动。装置静止时,AB边恰好水平。求:

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(1)B处小球的质量;

(2)若将装置顺时针转动30°,至少需做多少功;

(3)若将装置顺时针转动30°后由静止释放,支架转动的最大角速度。

 

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(12分)总质量为70kg的跳伞运动员从离地1000 m的直升飞机上跳下,经过2s拉开绳索开启降落伞,如图所示为运动员跳伞过程中的v-t图,试根据图象:

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(1)求t=1s时运动员的加速度和所受阻力的大小;

(2)估算14s内运动员下落的高度及克服阻力做的功;

(3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间。

 

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(10分)如图所示,电池内阻r=1.5Ω,R1=R2=R3=4Ω,R4=10Ω。

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(1)当电键S1、S2均断开时,电压表读数为4V,求电源电动势E;

(2)当电键S1、S2均闭合时,两个电表的读数分别为多少?

 

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(6分)如图(a)所示,为某磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线,测试时,磁敏电阻的轴向方向与磁场方向相同。

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(1)试结合图(a)简要回答,磁感应强度B在0~0.2T和0.4~1.0T范围内磁敏电阻的阻值随磁场变化的特点:_______________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)某同学想利用磁敏电阻图(a)所示特性曲线测试某长直导线产生的磁场,设计电路如图(b)所示,磁敏电阻与电键、电源和灵敏电流表连接,长直导线与图示电路共面并通以图示电流,请指出本实验装置的错误之处_______________________________________。

若装置调整正确后再进行测量,电路中所用干电池的电动势为1.5V,不计电池、电流表的内阻,试写出磁敏电阻所在磁场的磁感应强度B从0.4T至1.2T的变化过程中,通过磁敏电阻的电流强度IA随磁感应强度B变化的关系式:______________________。

 

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(8分)(1)某同学用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内电阻,实验中连接的实物图如右图所示(导线上有编号),图中有一根导线连接错误,他接错的导线______________(写编号),按他这种接法在实验时会出现什么情况?

答:_______________________________________。

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(2)如果实验时只允许使用一个电表,其他仪器可以自行选择,请在右边虚线框内画出相应的实验电路图。

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(3)(多选题)第(2)问电路中的电阻可以选择的是:(     )

A.最大阻值为20欧的滑动变阻器

B.最大阻值为2000欧的滑动变阻器

C.最大阻值为9999欧的电阻箱

D.阻值分别为20欧和10欧的两个定值电阻

 

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