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如图所示,相距0.5m足够长的两根光滑导轨与水平面成37°角,导轨电阻不计,下端...

如图所示,相距0.5m足够长的两根光滑导轨与水平面成37°角,导轨电阻不计,下端连接阻值为2Ω的电阻R,导轨处在磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面斜向上.ab、cd为水平金属棒且与导轨接触良好,它们的质量均为0.5kg、电阻均为2Ω.ab棒与一绝缘水平细绳相连处于静止状态,现让cd棒从静止开始下滑,直至与ab相连的细绳刚好被拉断,在此过程中电阻R上产生的热量为0.5J,已知细线能承受的最大拉力为5N.求细绳被拉断时:(g=10m/s2,sin37°=0.6)
(1)ab棒中的电流大小;
(2)cd棒的速度大小;
(3)cd棒下滑的距离.

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(1)对ab棒受力分析,求出绳子被拉断时的安培力大小,从而根据F=BIabL得出ab棒中的电流大小. (2)根据ab棒的电流,结合闭合电路欧姆定律求出cd棒的电动势,再根据E=BLv求出cd棒的速度大小. (3)通过ab棒、cd棒以及电阻R的电流关系是定值,根据此过程中电阻R上产生的热量,结合Q=I2Rt求出ab、cd棒上产生的热量,根据能量守恒定律得出cd棒下滑的距离. 【解析】 (1)细绳被拉断瞬时,对ab棒受力分析得,Fm cos37°=mgsin37°+BIabL       代入数据解得,Iab=1A                (2)分析电路可知,Iab=IR,Icd=Iab+IR=2A           根据闭合欧姆定可得, 联立可得,v=6 m/s (3)金属棒cd从静止开始运动直至细绳刚好被拉断的过程中,由焦耳定律得,, 代入数据解得,Qab=QR=0.5J,Qcd=(2I)2Rcdt=4I2Rabt=2J       由能量守恒得, 解得s=4m
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考点分析:
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2010年11月广州亚运会开幕式文艺表演最震撼人心的节目当数《白云之帆》篇章,是由地面上近1400人用绳索拉着的180名演员上演着“空中飞人”.九分钟的时间里,180名塔沟武校的武林小子在帆屏上时而俯冲而下,时而攀沿升空,演绎了一场世所罕见的惊险、刺激却又浪漫、温馨的节目.现在把他们某次训练过程中的情节简化成如下模型:如图所示,地面上的人通过定滑轮用轻绳将质量m=60kg的演员从静止竖直向上拉高24m,用时t=6s,演员在竖直方向上先做匀加速直线运动,再做匀减速直线运动后静止在高空.其加速和减速过程中的加速度之比为1:5,忽略滑轮的质量和滑轮与轴之间的摩擦力.求演员在匀加速上升过程中绳子对地面上的人的拉力为多少?(g=10m/s2

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为了测定电流表A1的内阻,某同学采用如下图所示的实验电路.其中:A1是待测电流表,量程为300μA,内阻约为100Ω;A2是标准电流表,量程是200μA;R1是电阻箱,阻值范围是0~999.9Ω;R2是滑动变阻器;R3是保护电阻;E是电池组,电动势为4V,内阻不计;S1是单刀单掷开关,S2是单刀双掷开关.manfen5.com 满分网
(1)根据图所示电路的实物图,请在右侧的方框中画出实验电路图.
(2)请将该同学的操作补充完整:
①连接好电路,将滑动变阻器R2的滑片移到最______;(填“左端”或“右端”)将开关S2扳到接点a处,接通开关S1;调整滑动变阻器R2,使电流表A2的读数是150μA;
②将开关S2扳到接点b处,______,使电流表A2的读数仍是150μA.
③若此时电阻箱各旋钮的位置如右图所示,则待测电流表A1的内阻Rg=______Ω.
(3)上述实验中,无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动位置,都要保证两只电流表的安全.在下面提供的四个电阻中,保护电阻R3应选用______.(填写阻值前相应的字母)
A.200kΩ    B.20kΩ   C.15kΩ    D.150kΩ
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DIS实验是利用现代信息技术进行的实验.老师上课时“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图(a)所示,在某次实验中,选择DIS以图象方式显示实验的结果,所显示的图象如图(b)所示.图象的横轴表示小球距D点的高度h,纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E.试回答下列问题:
(1)图(b)的图象中,表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是    (按顺序填写相应图线所对应的文字).
(2)根据图(b)所示的实验图象,可以得出的结论是   
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真空中,两个相距L的固定点电荷E、F所带电荷量分别为QE和QF,在它们共同形成的电场中,有一条电场线如图中实线所示,实线上的箭头表示电场线的方向.电场线上标出了M、N两点,其中N点的切线与EF连线平行,且∠NEF>∠NFE.则( )
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A.E带正电,F带负电,且QE>QF
B.在M点由静止释放一带正电的检验电荷,检验电荷将沿电场线运动到N点
C.过N点的等势面与过N点的切线垂直
D.负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
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C.A、B、C的运动均遵守开普勒第三定律
D.卫星B在P点的加速度与卫星C在P点的加速度有可能大小不相等
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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