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用如图甲所示的装置探究直流电机转动时线圈的电热功率与输入电流的关系,图中电路图未...

用如图甲所示的装置探究直流电机转动时线圈的电热功率与输入电流的关系,图中电路图未画出.现备有如下实验器材:

A.直流电机M(3.0V 1W)                 B.3V直流电源

C.电流表(0-0.6A 0.5Ω)                  D.电流表(0-3A 0.1Ω)

E.电压表(0-3V 内阻约3 kΩ)         F.滑动变阻器(0-5Ω)

G.开关、导线若干                       H.秒表

I.电火花打点计时器                        J.重锤P(约0.1kg)

K.纸带                                 L.刻度尺  

M.弹簧测力计                           N.游标卡尺

(1)为测量电机线圈的电热功率,上述提供的器材中多余的是         (写出器材序号);

(2)根据实验要求,在图甲虚线框内画全实验电路图;

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(3)实验中,若测出电压表的读数为U,电流表的读数为I,重锤的重力为G,电机匀速提升重物的速度为v,则电机线圈的电热功率可表示为      ;若在某一输入电流下,电机提升重锤运动时打点纸带如图乙所示(图中相邻计数点的时间间隔T=0.04s),根据纸带数据,可求得重锤匀速向上运动时的速度v=       m/s.

(4)改变电路中的电流,得出电机线圈在不同电流I下的电热功率P,作出PI2图线如图丙中实线所示.发现实验图线与理论图线存在较大偏差,你认为产生这种偏差的原因可能是                                                           (回答一个原因即可).

 

 (1)D、H、N(选对一个得1分,选错一个扣1分,直到扣完为止)(2)如图所示(变阻器画成限流接法同样给分,电路只要有错不给分) (3) 、 0.55(4)存在摩擦阻力;或电机温度升高,电阻增大. 【解析】 试题分析:(1)根据电机的电压和功率,分析最大电流,判断电流表的量程,而秒表和游标卡尺明显是多余的器材. (2)根据题意电压表测电动机两端的电压,电流表测电动机的电流,电源和变阻器提供电压.根据此原理可补全电路. (3)根据能量守恒:输入电机的电功率等于电机先去的电热功率加上电机的输出功率. (4)P热-I2图线的理论图线的斜率表示线圈的电阻RA,实际图线的斜率会增大的原因是线圈中电阻随温度升高而增大. (1)直流电机M(3.0V,1W),即正常工作时的最大电流为1A,所以电流表(0-0.6A,0.5Ω)即可,而电流表(0-3A,0.1Ω)量程过大不需要.故D多余. 此题不需要测时间,也不需要游标卡尺测长度,故H、N都是多余的. 故多余的器材为:DHN. (2)实验电路图如右图所示: (3)根据能量守恒定律:输入电机的电功率等于电机先去的电热功率加上电机的输出功率,所以根据纸带分析可知匀速运动的速度为: (4)因为,所以图线的理论图线的斜率表示线圈的电阻RA,实际图线的斜率会增大的原因是线圈中电阻随温度升高而增大. 考点:电功、电功率.
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考点分析:
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某研究小组设计了一种“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案.如图所示,A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽(滑槽末端与桌面相切),B是质量为m的滑块(可视为质点).

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第一次实验,如图(a)所示,将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定,让滑块从滑槽最高点由静止滑下,最终落在水平地面上的P点,测出M距离地面的高度hMP间的水平距离x1

第二次实验,如图(b)所示,将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定,让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下,最终落在水平地面上的P′点,测出滑槽末端与桌面右端M的距离LM与P′ 间的水平距离x2

(1)在第二次实验中,滑块在滑槽末端时的速度大小为_____________.(用实验中所测物理量的符号表示,已知重力加速度为g).

(2)若实验中测得h=25cm、x130cm、L=10cm、x2=20cm,则滑块与桌面间的动摩擦因数μ_________

 

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如图所示,在光滑绝缘水平面上,质量为m的均匀绝缘棒AB长为L、带有正电,电量为Q且均匀分布。在水平面上O点右侧有匀强电场,场强大小为E,其方向为水平向左,BO距离为x0,若棒在水平向右的大小为QE/4的恒力作用下由静止开始运动。求:

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(1)棒的B端进入电场L/8时的加速度大小和方向;

(2)棒在运动过程中的最大动能。

(3)棒的最大电势能。(设O点处电势为零)

 

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如图(a)为一研究电磁感应的实验装置示意图,其中电流传感器(相当于一只理想的电流表)能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机,经计算机处理后在屏幕上同步显示出说明: 满分5 manfen5.com图像。足够长光滑金属轨道电阻不计,倾角θ=30°。轨道上端连接有阻值R=1.0Ω的定值电阻,金属杆MN电阻r=0.5Ω,质量m=0.2kg,杆长说明: 满分5 manfen5.com。在轨道区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场,让金属杆从图示位置由静止开始释放,此后计算机屏幕上显示出如图(b)所示的说明: 满分5 manfen5.com图像(设杆在整个运动过程中与轨道垂直,说明: 满分5 manfen5.com)。试求:

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图(a)                                                 图(b)

(1)t=0.5s时电阻R的热功率;

(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;

(3)估算0~1.2s内通过电阻R的电量大小及在R上产生的焦耳热。

 

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足够长光滑斜面BC的倾角α=53º,小物块与水平面间的动摩擦因数为0.5,水平面与斜面之间B点有一小段弧形连接,一质量m=2kg的小物块静止于A点。现在AB段对小物块施加与水平方向成α=53º的恒力F作用,如图(a)所示,小物块在AB段运动的速度-时间图像如图(b)所示,到达B点迅速撤去恒力F。(已知sin53º=0.8,cos53º=0.6)。求:

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(1)小物块所受到的恒力F

(2)小物块从B点沿斜面向上运动,到返回B点所用的时间;

(3)小物块能否返回到A点?若能,计算小物块通过A点时的速度;若不能,计算小物块停止运动时离B点的距离。

 

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有一个导热性能良好的圆柱形容器,顶部由一活塞密封,容器内盛有一定量的水,通过一根细管(体积可忽略)与外界相通,如图所示。当温度为t℃时,细管中水面与容器中水面相平,被封闭空气柱的高度为H,此时水面距细管顶端出口处高度差为h。已知大气压强为P0,水的密度为ρ,重力加速度为g

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(1)若用力压活塞,使它缓慢向下移动,整个过程中保持温度不变,要使水从细管顶端流出,活塞移动距离Δh至少多大?

(2)若保持活塞在初位置不动,让温度缓慢升高,要使水从细管顶端流出,则温度至少要升高到多少摄氏度?

 

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