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如图(a)所示,两根足够长的平行光滑导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面的夹...

如图(a)所示,两根足够长的平行光滑导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面的夹角为α,导轨电阻不计,整个导轨放在垂直导轨平面向上的匀强磁场中.长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m.两金属导轨的上端与右端的电路连接,R是阻值可调的电阻箱,其最大值远大于金属棒的电阻值.将金属棒由静止释放,当R取不同的值时,金属棒沿导轨下滑会达到不同的最大速度vm,其对应的关系图象如图(b)所示,图中v、R为已知,重力加速度取g.请完成下列问题:
(1)匀强磁场的磁感应强度为多少?
(2)金属棒的电阻值为多少?
(3)当R=R时,由静止释放金属棒,在金属棒加速运动的整个过程中,通过R的电量为q,求在这个过程中R上产生的热量为多少?
(4)R取不同值时,R的电功率的最大值不同.有同学认为,当R=R时R的功率会达到最大.如果你认为这种说法是正确的,请予以证明,并求出R的最大功率;如果你认为这种说法是错误的,请通过定量计算说明理由.

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(1)金属棒下滑达到最大速度时做匀速运动,由平衡条件和安培力求得B. (2)图象横轴截距大小等于R. (3)由q=求出金属棒下滑的距离S,根据能量守恒定律求出热量. (4)推导功率的表达式判断正误. 【解析】 设金属棒ab的电阻为r (1)由FA=BIL,I=,E=BLvm,得到FA=     由力平衡得 FA=mgsinα      得vm=     由图线斜率为=     可求得 B=  (2)由图线在横轴上的截距可求得r=R (3)当R=R时,vm=2v   由q=I△t===      可得s=    Q=(mgsinαs-mvm2)=mgsinα-mv2=q-mv2 (4)这种说法错误.     R的最大值电功率:P=I2R=     因为是恒量,故P∝R   所以,P随R增大而增大,无最大值.
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考点分析:
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带有等量异种电荷的两块水平金属板M、N正对放置,相距为d(d远小于两板的长和宽),一个带正电的油滴A恰好能悬浮在两板正中央,如图所示.A的质量为m,所带电荷量为q.在A正上方距离M板d处,有另一质量也为m的带电油滴B由静止释放,可穿过M板上的小孔进入两板间,若能与油滴A相碰,会结合成一个油滴,结合后的瞬间该油滴的速度为碰前油滴B速度的一半,方向竖直向下.整个装置放在真空环境中,不计油滴B和A间的库仑力以及金属板的厚度,为使油滴B能与油滴A相碰且结合后不会与金属板N接触,重力加速度取g,求:
(1)金属板M、N间的电压U的大小;
(2)油滴B带何种电荷?请简要说明理由;
(3)油滴B所带电荷量的范围.

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一粗细均匀的J型玻璃管竖直放置,短臂端封闭,长臂端(足够长)开口向上,短臂内封有一定质量的理想气体.初始状态时管内各段长度如图(a)所标,密闭气体的温度为27℃.大气压强为75cmHg,求:
(1)若沿长臂的管壁缓慢加入5cm的水银柱并与下方的水银合为一体,为使密闭气体保持原来的长度,应使气体的温度变为多少?
(2)在第(1)小题的情况下,再使玻璃管沿绕过O点的水平轴在竖直平面内逆时针转过180°,稳定后密闭气体的长度变为多大?
(3)在图(b)的p-T坐标系中画出以上两个过程中密闭气体的状态变化过程.

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如图所示,在距地面高为H=45m处,某时刻将一小球A以初速度v=10m/s水平抛出,与此同时,在A的正下方有一物块B也以相同的初速度沿水平地面同方向滑出,B与水平地面间的动摩擦因素为μ=0.4,A、B均可视为质点,空气阻力不计,求:
(1)A球落地时的速度大小;
(2)A球落地时,A、B之间的距离.

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某实验小组设计了如图(a)的实验电路,通过调节电源可在原线圈中产生变化的电流,用磁传感器可记录原线圈中产生的磁场B的变化情况,用电压传感器可记录副线圈中感应电动势E的变化情况,二者的变化情况可同时显示在计算机显示屏上.某次实验中得到的B-t、E-t图象如图(b)所示.
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(1)试观察比较这两组图象,可得出的定性结论是(请写出两个结论):
______
______
(2)该实验小组利用两组图象求出六组磁感应强度变化率(△B/△t)和对应的感应电动势E的数据,并建立坐标系,描出的六个点如图(c)所示.请在图(c)中绘出E-△B/△t的图线;
(3)在该实验中,若使用的副线圈的匝数为100匝,则由图线可求得该副线圈的横截面积为______ cm2

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指针式多用表是实验室中常用的测量仪器,请完成下列问题:
(1)在使用多用电表测量时,指针的位置如图1所示,若选择开关拨至“×1”挡,则测量的结果为______;若选择开关拨至“50mA”挡,则测量结果为______
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(2)多用电表测未知电阻阻值的电路如图2所示,电池的电动势为ε、内阻为r,R为调零电阻,Rg为表头内阻,电路中电流I与待测电阻的阻值Rx关系图象如图(c)所示,
则该图象的函数关系式为______
(3)下列根据图3中I-Rx图线做出的解释或判断中正确的是______(多选)
A.因为函数图线是非线性变化的,所以欧姆表的示数左大右小
B.欧姆表调零的实质是通过调节R使Rx=0时电路中的电流I=Ig
C.Rx越小,相同的电阻变化量对应的电流变化量越大,所以欧姆表的示数左密右疏
D.测量中,当Rx 的阻值为图(c)中的R2时,指针位于表盘中央位置的左侧.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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