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(浙江省四校联合体2011届高三下学期开学测试理科综合试题)如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角a=30°,导轨电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上,长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m、电阻为R.两金属导轨的上端连接右端电路,灯泡的电阻RL=4R,定值电阻R1=2R,电阻箱电阻调到使R2=12R,重力加速度为g,现将金属棒由静止释放,试求:
(1)金属棒下滑的最大速度为多少?
(2)R2为何值时,其消耗的功率最大?最大的功率为多少?
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(1)金属棒ab先加速下滑,加速度减小,后匀速下滑,速度达到最大.由欧姆定律、感应电动势和安培力公式推导出安培力的表达式,根据平衡条件求解最大速度. (2)R2消耗的功率P=,而U=IR并,金属棒匀速下滑时,重力的功率等于电路的电功率,得到mgsin30°•v= 联立得到R2功率P与R2的关系式,由数学知识求最值. 【解析】 (1)金属棒ab先加速下滑,加速度减小,后匀速下滑,速度达到最大.设最大速度为vm.整个电路总电阻     R总=R+R1+=6R 由E=BLvm,I=,F=BIL,得到安培力F= 根据平衡条件得  mgsin30°=F 代入解得   金属棒下滑的最大速度vm=. (2)R2消耗的功率P=,而U=IR并=,R并= 又金属棒匀速运动时,mgsin30°= 代入得到      P== 由数学知识得:当时,即R2=4R时,R2消耗的功率P最大,最大值为Pm=. 答:(1)金属棒下滑的最大速度为.     (2)R2=4R时,R2消耗的功率P最大,最大值为Pm=.
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考点分析:
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某跳伞运动训练研究所,让一名跳伞运动员从悬停在高空的直升飞机中跳下,跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落.研究人员利用运动员随身携带的仪器记录下了他的运动情况和受力情况.分析这些数据知道:该运动员打开伞的瞬间,高度为1000m,速度为20m/s.此后的过程中所受空气阻力f与速度的平方成正比,即f=kv2,k为阻力系数.数据还显示,下降到某一高度时,速度稳定为10m/s直到落地(一直竖直下落),人与设备的总质量为100kg,g取10m/s2
(1)试说明运动员从打开降落伞到落地的过程中运动情况如何?定性大致作出这段时间内的v-t图象.(以打开伞时为计时起点).
(2)求阻力系数k和打开降落伞瞬间的加速度a各为多大?
(3)求从打开降落伞到落地的全过程中,空气对人和设备的作用力所做的总功?
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(2010洛阳市第二中学高考电学实验题预测)小明同学是一位电学实验爱好者,他向老师要了好多电学实验器材(见表2),准备来探究一段某种材料的电阻,表3是他记录的实验数据,他在实际测量的时候大约每隔2分钟测量一组数据.请回答下列问题:
(1)在方框内画出小明实验的电路图;(电路中不需要的器材不要画在图中)
(2)在方格纸上作出电阻丝的U-I图线;
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表1
器材编号器材名称规格
1电流表0.6A/3A,内阻 小于0.1Ω
2电压表3V/15V,内阻大于9kΩ
3学生电源使用3V直流
4变阻器最大阻值为25Ω
5开关/
6导线/
表2
序号电压表示数/V电流表示数/A
1
20.400.04
30.800.10
41.200.22
51.400.30
61.600.40
71.800.56
(3)由序号为5的这组数据计算出电阻丝的电阻测量值为R=______Ω,如果考虑到电表的内阻对测量的影响,则此时电阻测量值R跟电阻真实值R相比较,应是R______R;(选填“>”、“<”或“=”)
(4)所画出的U-I图线是弯曲的,主要原因是什么?答:______,据此材料的特性可以用来制成______传感器.
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做加速直线运动的小车,牵引一条纸带通过打点计时器(所接交流电源的频率是50Hz).由纸带上打出的某一点开始,每5个点剪下一段纸带,如图所示,使每一条纸带下端与x轴重合,左边与y轴平行,将纸带并排贴在直角坐标系中.
(1)小车在第一段纸带对应的0.1s内中间时刻的瞬时速度是    m/s.
(2)小车如因图中坐标原点处的速度     m/s
(3)小车的加速度是    m/s2
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如图所示,等腰梯形内分布着垂直纸面向外的匀强磁场,它的底边在x轴上且长为3L,高为L,底角为45°.有一边长也为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过磁场区域,在t=0时刻恰好位于如图所示的位置.若以顺时针方向为导线框中电流正方向,在下面四幅图中能正确表示导线框中电流和位移关系的是( )
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(改、2010年西工大附中第九次适应性训练)我国已成功发射多颗卫星,为实现国人的飞天梦想提供了大量的信息、科技支持.嫦娥一号的成功发射,标志着我国新的航天时代的到来.已知发射的卫星中,卫星A是极地圆形轨道卫星,卫星B是地球同步卫星,二者质量相同,且卫星A的运行周期是卫星B的一半.根据以上相关信息,比较这两颗卫星,下列说法中正确的是( )
A.卫星B离地面较近,卫星A离地面较远
B.正常运行时卫星A的线速率比卫星B的线速率大
C.在两颗卫星运行过程中,A卫星有可能处在B卫星的正上方
D.卫星A对地球的观测范围比卫星B的观测范围大
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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