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如图1所示,平行金属导轨宽度为l=0.6m,与水平面间的倾角为θ=37°,导轨电...

如图1所示,平行金属导轨宽度为l=0.6m,与水平面间的倾角为θ=37°,导轨电阻不计,底端接有阻值为R=3Ω的定值电阻,磁感强度为B=1T的匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一质量为m=0.2kg,长也为l的导体棒受导轨上两支柱p支撑静止在ab位置,导体棒的电阻为Ro=1Ω,它与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.3.导体棒获得平行斜面的初速vo=10m/s向上滑行最远至a′b′位置,所滑行距离为s=4m.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2).问:
(1)把运动导体棒视为电源,最大输出功率是多少?
(2)上滑过程中导体棒所受的安培力做了多少功?
(3)以ab位置为零势点,若导体棒从ab上滑d=3m过程中电阻R发出的热量QR=2.1J,此时导体棒的机械能E′为多大?
(4)在图2中画出图线,要求能反映导体棒在上滑和下滑过程中机械能E随位移x变化的大致规律.(x正方向沿斜面向上,坐标原点O在ab位置)
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(1)导体棒向上滑行时做减速运动,刚开始运动时切割速度,导体棒产生的感应电动势和感应电流最大,输出功率也最大,由I、E=Blv、P=I2R求出最大的输出功率. (2)上滑过程中,重力、安培力和滑动摩擦力对导体棒做功,根据动能定理求解安培力做功. (3)电阻R与导体棒串联,由焦耳定律得到R上产生的热量,即可求得电路总的发热量.由功能原理求解E′. (4)棒至a′b′位置时机械能为Eab=mgssinθ,棒回到ab位置时速度不可能为零,这时的机械能0<E末<(4.8-1.92=2.88)J,再画出机械能E随位移x变化的大致规律. 【解析】 (1)由闭合电路欧姆定律Im===1.5A 最大输出功率为Pm=R═6.75W (2)安培力做负功,由动能定理 -W安-mgs(sinθ+μcosθ)=0- 代入数据得W安=3.28J (3)R:R=3;1,由串联电路功率关系得焦耳热Q总:QR=4:3 解得,Q总=2.8J 根据功能原理:Q总+W克=, 代入数据解得E′=5.76J (4)棒至a′b′位置时机械能为Eab=mgssinθ=0.2×10×4×0.6J=4.8J,由能量关系分析,棒回到ab位置时速度不可能为零,这时的机械能 0<E末<(4.8-1.92=2.88)J,画出的大致图线如右图所示. 答: (1)把运动导体棒视为电源,最大输出功率是6.75W. (2)上滑过程中导体棒所受的安培力做了3.28J的功. (3)导体棒的机械能E′为5.76J. (4)在图2中画出反映导体棒在上滑和下滑过程中机械能E随位移x变化的大致规律的图线如图.
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考点分析:
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水平地面上有一个半径为R的圆形轨道,竖直平面上边中点P离地面高为h,P正下方一点P′位于COA连线上且与轨道圆心O的距离为L(L>R),如图所示.现从P点水平抛出质量为m的小沙袋,使其击中轨道上的小车(沙袋与小车均视为质点,空气阻力不计).求:
(1)小车停在轨道B点时(∠AOB=90°),沙袋抛出后经多长时间击中小车?击中时动能多大?
(2)若小车匀速圆周运动顺时针经A点时沙袋抛出,为使沙袋能在B处击中小车,小车的速率v应满足的条件.
(3)若在P、C之间以水平射程为(L+R)的平抛运动轨迹制成一光滑轨道,小沙袋从顶点P由静止下滑击中C点小车时水平速度多大?

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如图所示,斜面底端与一水平板左端a相接,平板长2L,中心C固定在高为R=L=1m的竖直支架上,支架的下端与垂直于纸面的固定转轴O连接,因此平板可绕转轴O沿顺时针方向翻转.当把质量m=0.5kg的小物块A轻放在C点右侧离C点0.2m处时,平板左端a恰不受支持力.A与斜面间和平板的动摩擦因数均为μ=0.2,A从斜面由静止下滑,不计小物块在a处碰撞时的能量损失.重力加速度g=10m/s2.现要保证平板不翻转,求:
(1)小物块能在平板上滑行的最大距离.
(2)有同学认为,在h一定的情况下,平板是否翻转与斜面的倾角有关,倾角越大,越容易翻转.请用相关知识分析上述认识是否正确.
(3)若h=1m,斜面倾角不能超过多大?

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如图所示,U形管两细管粗细均匀长度相等,左端封闭,右端开口,水平部分长20cm.有两段8cm长水银柱等高,各封住长为30cm的空气柱A和长为40cm的空气柱B,两气体温度均为27°C,大气压强恒定.现使A、B温度缓慢升高,最终都达到57°C.问:
(1)空气柱A的最终长度.
(2)右管内水银柱移动的距离.

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用DIS测量不规则固体的密度,实验装置如图1所示.实验步骤如下:
Ⅰ.将质量为9.30×10-3kg的固体放入注射器内;
Ⅱ.缓慢推动活塞至某一位置,记录活塞所在位置的容积刻度V及对应的气体压强P;
Ⅲ.重复步骤Ⅱ,记录几组P、V值;
Ⅳ.处理记录的数据,算出固体的密度.
(1)纵坐标取V,横坐标取manfen5.com 满分网,请根据表格数据在方格图中(图2)画出相应图线;
(2)如果图线与纵坐标的截距为b,b表示的物理意义是    ,写出图线对应的函数表达式:   
(3)该固体的密度为    kg/m3
测量次数
物理量
1234
P/105Pa0.771.001.331.82
v/10-5m31.201.000.850.65
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“研究回路中感应电动势E与磁通量变化快慢的关系”实验,如图1所示:
(1)某同学改变磁铁释放时的高度,作出E-△t图象寻求规律,得到如图2所示的图线.由此他得出结论:磁通量变化的时间△t越短,感应电动势E越大,即E与△t成反比.
①实验过程是______的(填写“正确”“不正确”);
②实验结论______(判断是否正确并说明理由).
(2)对实验数据的处理可以采用不同的方法
①如果横坐标取______,就可获得如图3所示的图线;
②若在①基础上仅增加线圈的匝数,则实验图线的斜率将______(填“不变”“增大”或“减小”).
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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