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如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm,导轨平面与...

如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.求:
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小;
(3)在上问中,若R=2Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.
(g=10rn/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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(1)开始下滑时,速度为零,无感应电流产生,因此不受安培力,故根据牛顿第二定律可直接求解结果. (2)金属棒下滑速度达到稳定时,金属棒所受合外力为零,根据平衡条件求出安培力,然后根据公式P=Fv求解. (3)结合第(2)问求出回路中的感应电流,然后根据电功率的公式求解. 【解析】 (1)金属棒开始下滑的初速为零,根据牛顿第二定律:mgsinθ-μmgcosθ=ma    ① 由①式解得a=10×(O.6-0.25×0.8)m/s2=4m/s2     ② 故金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小为4m/s2. (2)设金属棒运动达到稳定时,速度为v,所受安培力为F,棒在沿导轨方向受力平衡 mgsinθ一μmgcosθ一F=0 ③ 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率:P=Fv ④ 由③、④两式解得   ⑤ 故当金属棒下滑速度达到稳定时,棒的速度大小为10m/s. (3)设电路中电流为I,两导轨间金属棒的长为l,磁场的磁感应强度为B ⑥ P=I2R ⑦ 由⑥、⑦两式解得:⑧ 磁场方向垂直导轨平面向上. 故磁感应强度的大小为0.4T,方向垂直导轨平面向上.
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考点分析:
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如图所示,带正电小球质量为m=1×10-2kg,带电量为q=l×10-6C,置于光滑绝缘水平面上的A点.当空间存在着斜向上的匀强电场时,该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动,当运动到B点时,测得其速度vB=1.5m/s,此时小球的位移为S=0.15m.求此匀强电场场强E的取值范围.(g=10m/s.) 
某同学求解如下:设电场方向与水平面之间夹角为θ,由动能定理qEScosθ=manfen5.com 满分网-0得manfen5.com 满分网=manfen5.com 满分网V/m.由题意可知θ>0,所以当E>7.5×104V/m时小球将始终沿水平面做匀加速直线运动.经检查,计算无误.该同学所得结论是否有不完善之处?若有请予以补充.

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manfen5.com 满分网如图所示,某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点,接着沿水平路面滑至C点停止.人与雪橇的总质量为70kg.表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据,请根据图表中的数据解决下列问题:
(1)人与雪橇从A到B的过程中,损失的机械能为多少?
(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定,求阻力大小(g=10m/s2
位置ABC
速度(m/s)2.012.0
时刻(s)410

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某滑板爱好者在离地h=1.8m高的平台上滑行,水平离开A点后落在水平地面上的B点,其水平位移s1=3.6m.着地时由于存在能量损失,着地后速度变为v=4m/s,并以此为初速沿水平地面滑行s2=8m后停止.已知人与滑板的总质量m=60kg.试求:
(1)人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力的大小;
(2)人与滑板离开平台时的水平初速度大小(空气阻力忽略不计,取当地的重力加速度g=10m/s2).

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科学探究活动通常包括以下环节:提出问题→作出假设→制定计划→搜集证据→评估交流等.一组同学研究“运动物体所受空气阻力与运动速度关系”的探究过程如下:
A.有同学认为:运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关.
B.他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象,用超声测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律,以验证假设.
C.在相同的实验条件下,同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离,将数据填入下表中,图(a)是对应的位移一时间图线.然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落,分别测出它们的速度一时间图线,如图(b)中图线l、2、3、4、5所示.
D.同学们对实验数据进行分析、归纳后,证实了他们的假设.回答下列提问:
(1)与上述过程中A、C步骤相应的科学探究环节分别是       
(2)图(a)中的AB段反映了运动物体在做    运动.
(3)图(b)中各条图线具有共同特点,“小纸杯”在下落的开始阶段做加速度越来越    (填“大”或“小”),速度越来越    (填“大”或“小”)的运动,最后“小纸杯”做    运动.
(4)比较图(b)中的图线l和5,指出在1.0~1.5s时间段内,速度随时间的变化特点有什么差异:    manfen5.com 满分网
时间(s)下落距离(m)
0.00.000
0.40.036
0.80.469
1.20.957
1.61.447
2.Ox
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manfen5.com 满分网两实验小组使用相同规格的元件,按右图电路进行测量.他们将滑动变阻器的滑片P分别置于a、b、c、d、e五个间距相同的位置(a、e为滑动变阻器的两个端点),把相应的电流表示数记录在表一、表二中.对比两组数据,发现电流表示数的变化趋势不同.经检查,发现其中一个实验组使用的滑动变阻器发生断路. 
表一(第一实验组)
P的位置abcde
A的示数(A)0.840.480.420.480.84
表二(第二实验组)
P的位置abcdXe
A的示数(A)0.840.420.280.210.84
(1)滑动变阻器发生断路的是第______实验组;断路发生在滑动变阻器______段.
(2)表二中,对应滑片P在X(d、e之间的某一点) 处的电流表示数的可能值为:______
(A)0.16A                   (B)0.26A
(C)0.36A                   (D)0.46A.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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