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用密度为d、电阻率为ρ、横截面积为A的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框abb′...

用密度为d、电阻率为ρ、横截面积为A的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框abb′a′．如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行．设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计．可认为方框的aa′边和bb′边都处在磁极间，极间磁感应强度大小为B．方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平（不计空气阻力）．
（1）求方框下落的最大速度vm（设磁场区域在竖直方向足够长）；
（2）当方框下落的加速度为manfen5.com 满分网时，求方框的发热功率P；
（3）已知方框下落的时间为t时，下落的高度为h，其速度为vt（vt＜vm）．若在同一时间t内，方框内产生的热与一恒定电流I在该框内产生的热相同，求恒定电流I的表达式．
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（1）分析方框运动的过程，知道当方框匀速运动时速度最大，根据力的平衡知识求解． （2）方框下落加速度为时，根据牛顿第二定律得出感应电流大小，再根据焦耳定律求解． （3）根据能量守恒定律表示出时间t内方框内产生的热量表达式，再求出恒定电流I的表达式． 【解析】 （1）方框质量    m=4LAd 方框电阻             方框下落速度为v时，产生的感应电动势  E=B•2Lv 感应电流               方框下落过程，受到重力G及安培力F， G=mg=4LAdg，方向竖直向下 安培力，方向竖直向上 当F=G时，方框达到最大速度，即v=vm 则            方框下落的最大速度     （2）方框下落加速度为时，根据牛顿第二定律有 ， 则                 方框的发热功率    （3）根据能量守恒定律，方框重力势能转化动能和电流产生的热量，所以有   解得：恒定电流I的表达式      答：（1）求方框下落的最大速度为； （2）方框的发热功率P是； （3）恒定电流I的表达式为 ．
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考点分析：
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（1）求驱动电机的输入功率P电；
（2）若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力与车重的比值（g取10m/s2）；
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两个半径均为R的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d，极板间电压为U，板间电场可以认为是均匀的．一个α粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心．已知质子电荷为e，质子和中子的质量均视为m，忽略重力和空气阻力的影响．求：（1）极板间的电场强度E；（2）α粒子在极板间运动的加速度a；（3）α粒子的初速度v．
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（1）图1是电子射线管示意图．接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是______．（填选项代号）
A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向
B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向
C．加一电场，电场方向沿z轴负方向
D．加一电场，电场方向沿y轴正方向
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（2）某同学用图2所示的实验装置研究小车在斜面上的运动．
实验步骤如下：
a．安装好实验器材．
b．接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次．选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图3中0、1、2、…6点所示．
c．测量1、2、3、…6计数点到0计数点的距离，分别记做：S1、S2、S3…S6．
d．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动．
e．分别计算出S1、S2、S3…S6与对应时间的比值manfen5.com 满分网．
f．以manfen5.com 满分网为纵坐标、t为横坐标，标出manfen5.com 满分网与对应时间t的坐标点，画出manfen5.com 满分网-t图线．
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结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
①实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有______和______．（填选项代号）
A．电压合适的50Hz交流电源      B．电压可调的直流电源   C．刻度尺    D．秒表    E．天平    F．重锤
②将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在的位置如图4所示，则S2=______cm，S5=______cm．
③该同学在图5中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标点，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出manfen5.com 满分网-t图线．
④根据manfen5.com 满分网-t图线判断，在打0计数点时，小车的速度v=______m/s；它在斜面上运动的加速度a=______m/s2．
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在真空中的光滑水平绝缘面上有一带电小滑块．开始时滑块静止．若在滑块所在空间加一水平匀强电场E1，持续一段时间后立刻换成与E1相反方向的匀强电场E2．当电场E2与电场E1持续时间相同时，滑块恰好回到初始位置，且具有动能Ek．在上述过程中，E1对滑块的电场力做功为W1，冲量大小为I1；E2对滑块的电场力做功为W2，冲量大小为I2．则（ ）
A．I1=I2
B．4I1=I2
C．W1=0.25Ek，W2=0.75Ek
D．W1=0.20Ek，W2=0.80Ek
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A．摆动的周期为manfen5.com 满分网
B．摆动的周期为manfen5.com 满分网
C．摆球的最高点与最低点的高度差为0.3h
D．摆球的最高点与最低点的高度差为0.25h
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试题属性
  • 题型：解答题
  • 难度：中等
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