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(16分)如图(甲)所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距l=1m,两...

(16分)如图(甲)所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距l=1m,两轨道之间用R=3Ω的电阻连接,一质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体杆与两轨道垂直,静止放在轨道上,轨道的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上,现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆,拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图(乙)所示,当拉力达到最大时,导体杆开始做匀速运动,当位移s=2.5m时撤去拉力,导体杆又滑行了一段距离s'后停下,在滑行s'的过程中电阻R上产生的焦耳热为12J。

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求:

(1)拉力F作用过程中,通过电阻R上电量q

(2)导体杆运动过程中的最大速度vm

(3)拉力F作用过程中,电阻R上产生的焦耳热。

 

(1)1.25C(2)8m/s(3)1.5J 【解析】 试题分析:(1)拉力F作用过程中,在时间△t内,磁通量为△Φ,通过电阻R上电量q          (1分)                                                        (1分)                                                         (1分)                                (1分) (2)撤去F后金属棒滑行过程中动能转化为电能 ∵                                                 (2分) 由能量守恒定律,得                                             (2分) ∴                                                (2分) (3)匀速运动时最大拉力与安培力平衡      (2分) 由图像面积,可得拉力做功为      (2分) 由动能定理,得                             (2分) 电阻R上产生的热量()                           (2分) 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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某同学到实验室做《测电源电动势和内阻》的实验时,发现实验台上有以下器材:待测电源(电动势未知,内阻约为2说明: 满分5 manfen5.com);一个阻值未知的电阻R0;多用电表一只;电压表两只;电流表一只;滑动变阻器一只;开关一个,导线若干。

(1)该同学首先用多用电表粗略测量电源的电压,所用量程为直流2.5伏,则该电表读数为      V;

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(2)为较准确地测量该电源的电动势和内电阻并同时测出定值电阻R0的阻值,他设计了如图所示的电路。实验时他用U1U2分别表示电表V、V2、A的读数,在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时,记录了U1U2的一系列值。并作出下列三幅U---I图线来处理实验数据,从而计算电源电动势、内阻以及定值电阻R0的值。

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A                           B                     C

其中,可直接算出电源电动势和内电阻的图是                 ,可直接算出定值电阻R0的图是              

(3)本实验中定值电阻的测量存在误差,造成这一误差的原因是

A.由电压表V1、V2分流共同造成            B.由电压表V1、V2分流及电流表分压共同造成

C.只由电压表V2分流造成                  D.由电流表、滑动变阻器分压共同造成

 

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某研究性学习小组用如图(a)所示装置验证机械能守恒定律。让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置,若不考虑空气阻力,小球的机械能应该守恒,即说明: 满分5 manfen5.com,但直接测量摆球到达B点的速度v比较困难,现利用平抛的特性来间接地测出v。

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如图(a)中,悬点正下方一竖直立柱上 放置一个与摆球完全相同的小球(OB等于摆线长),当悬线摆至B处,摆球与小球发生完全弹性碰撞(速度互换),被碰小球由于惯性向前飞出作平抛运动。在地面上放上白纸,上面覆盖着复写纸,当小球落在复写纸上时,会在下面白纸上留下痕迹。用重锤线确定出A、B点的投影点N、M。重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放),球的落点痕迹如图(b)所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M点对齐。用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B两点的竖直距离,再量出M、C之间的距离x,即可验证机械能守恒定律。(已知重力加速度为g,两球的质量均为m。)

(1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为          m。

(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0 =          

(3)此实验中,小球从A到B过程重力势能的减少量ΔEP =        ,动能的增加量EK=  

若要验证此过程中摆球的机械能守恒,实验数据应满足一个怎样的关系          。(用题中的符号表示)

 

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如图所示,平行金属导轨与水平面成θ角,导轨与固定电阻R1R2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒ab,质量为m,导体棒的电阻与固定电阻R1R2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒ab沿导轨向上滑动,当上滑的速度为v时,受到安培力的大小为F。此时(   )

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A.电阻R1消耗的热功率为Fv/3

B.电阻R1消耗的热功率为 Fv/6

C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ

D.整个装置消耗的机械功率为(Fμmgcosθv

 

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两个点电荷Q1、Q2固定于x轴上。将一带正电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近Q2(位于座标原点O)。过程中,试探电荷的电势能Ep随位置变化的关系如图所示。则下列判断正确的是(   )

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A.M点电势为零,N点场强为零

B.M点场强为零,N点电势为零

C.Q1带负电,Q2带正电,且Q2电荷量较小

D.Q1带正电,Q2带负电,且Q2电荷量较小

 

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用起重机将一个质量为m的货物竖直向上以加速度a匀加速提升H米,在这个过程中,以下说法中正确的是(     )

A.起重机对物体的拉力大小为ma            B.起重机对物体做功为m(g+a)H

C.物体的动能增加了maH                  D.物体的机械能增加了mgH

 

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