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如图所示,倾角θ=30°、宽度L=1m的足够长的U形平行光滑金属导轨固定在磁感应...

如图所示,倾角θ=30°、宽度L=1m的足够长的U形平行光滑金属导轨固定在磁感应强度B=1T,范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向下.用平行于轨道的牵引力拉一根质量m=0.2kg、电阻R=1Ω放在导轨上的金属棒ab,使之由静止沿轨道向上运动,牵引力做功的功率恒为6W,当金属棒移动2.8m时,获得稳定速度,在此过程中金属棒产生的热量为5.8J,不计导轨电阻及一切摩擦,取g=10m/s2.求:
(1)金属棒达到稳定时速度是多大?
(2)金属棒从静止达到稳定速度时需的时间多长?

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(1)本题和机车以恒定的功率启动类似,当达到稳定速度时,导体棒所受牵引力和阻力相等,根据P=Fv=fv可正确解答. (2)金属棒做变速运动,不能根据运动学公式求解,由于功率保持不变,外力F做功为W=Pt,因此可以根据功能关系求解, 【解析】 (1)金属棒沿轨道向上运动过程中,受到重力、牵引力、安培力三个力的作用,当三力平衡时,速度达到稳定,此时根据:P=Fv有 =mgsinθ+ 代入数据得:v=2m/s. 故金属棒达到稳定时速度是:v=2m/s. (2)设金属棒从静止达到稳定速度时所需的时间为t,根据动能定理,有: 代入数据解得:t=1.5s. 故金属棒从静止达到稳定速度时需的时间:t=1.5s.
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考点分析:
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(1)在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中:
(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有______.(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
(2)图示为一次实验得到的一条纸带,纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出,按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6七个计数点,测出1、2、3、4、5、6点到0点的距离如图所示(单位:cm).由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小v4=______m/s,小车的加速度大小a=______m/s2(注意:保留两位有效数字).
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(2)两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路测定定值电阻R、电源的电动势E和内电阻r,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,一个同学记录的是电流表A和电压表V1的测量数据,另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据.并根据数据描绘了如图(b)所示两条U-I图线.回答下列问题:
(1)根据甲、乙两同学描绘的图线,可知______
A.甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据
B.甲同学是根据电压表V2和电流表A的数据
C.乙同学是根据电压表V1和电流表A的数据
D.乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据
(2)图象中两直线的交点表示的物理意义是______
A.滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端      B.电源的输出功率最大
C.定值电阻R上消耗的功率为0.5W          D.电源的效率达到最大值
(3)根据图(b),可以求出定值电阻R=______Ω,电源电动势E=______V,内电阻r=______Ω.(保留两位有效数字)
(4)该电路中电流表的读数能否达到0.6A,试说明理由
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如图所示,在粗糙绝缘水平面上固定一点电荷Q,从M点无初速释放一带有恒定负电荷的小物块,小物块在Q的电场中运动到N点静止.则从M点运动到N点的过程中,下列说法中正确的是( )
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A.小物块所受电场力逐渐减小,加速度也逐渐减小
B.电场力对小物块作正功,电势能逐渐减小
C.关于M点和N点的电势、电场强度的关系有φM<φN,EM>EN
D.小物块运动过程中动能最大时,电势能也最大.
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如图所示,小木块A用细线吊在O点,此刻小物块的重力势能为零.一颗子弹以一定的水平速度射入木块A中,并立即与A有共同的速度,然后一起摆动到最大摆角α(α<90),不计空气阻力.如果保持子弹入射速度大小不变,而使子弹的质量增大,关于它们一起摆动的最大摆角 α、子弹与A组成的系统损失的机械能△E,有( )
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A.α角减小,△E增大
B.α角增大,△E减小
C.α角增大,△E增大
D.α角减小,△E减小
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两列简谐横波的振幅都是20cm,传播速度大小相同.实线波的频率为2Hz,沿x轴正方向传播;虚线波沿x轴负方向传播.某时刻两列波在如图所示区域相遇,则( )
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A.在相遇区域会发生干涉现象
B.平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零
C.平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y>20cm
D.从图示时刻起再经过0.25s,平衡位置为x=5m处的质点的位移y<0
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我国“嫦娥二号“探月卫星于2010年10月成功发射.在“嫦娥二号”卫星奔月过程中,在月球上空有一次变轨过程,是由椭圆轨道A变为近月圆形轨道B,A、B.两轨道相切于P点,如图所示.探月卫星先后沿A、B轨道运动经过P点时,下列说法正确的是( )
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A.卫星运行的速度vA=vB
B.卫星受月球的引力FA=FB
C.卫星的加速度aA>aB
D.卫星的动能EkA<EkB
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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