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如图1所示,一个质量m=0.1kg的正方形金属框总电阻R=0.5Ω,金属框放在表...

如图1所示,一个质量m=0.1kg的正方形金属框总电阻R=0.5Ω,金属框放在表面绝缘且光滑的斜面顶端(金属框上边与AA′重合),自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与BB’重合),设金属框在下滑过程中的速度为v,与此对应的位移为s,那么v2-s图象(记录了线框运动全部过程)如图2所示,已知匀强磁场方向垂直斜面向上.试问:(g取10m/s2
(1)根据v2-s图象所提供的信息,计算出金属框在进入磁场区域前下滑的加速度a,及从斜面顶端滑至底端所需的时间为多少?
(2)匀强磁场的磁感应强度多大?
(3)现用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金属框上,使金属框从斜面底端BB′(金属框下边与BB′重合)由静止开始沿斜面向上运动,并匀速通过磁场区域后到达斜面顶端(金属框上边与AA′重合).试计算恒力F的大小.

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(1)根据图象可知线框的运动分为三部分,开始初速度为零的匀加速,接着匀速,最后又是匀加速,根据图象提供的速度、位移关系结合运动学规律,可正确解答. (2)由图可知金属框开始沿斜面匀加速运动,然后匀速穿过磁场,完全穿出后,又匀加速运动,匀速运动的位移为磁场宽度和金属框宽度之和. (3)运用动能定理研究恒力作用时到金属框上边进入磁场列出等式,线框穿过磁场时处于平衡状态列出等式求解. 【解析】 由v2-s图象可知,物体运动分为三段, 设位移分别为  S1,S2,S3对应的时间分别为t1,t2,t3, S1=0.9m   v=0     匀加速运动 S2=1m   v1=3m/s     匀速运动 S3=1.6m  初速度v1=3m/s   末速度v3=5m/s    匀加速运动 (1)S1=0.9m   v=0     匀加速运动 由公式v2=2as 得:a1=5m/s2, t1==0.6s t2==s v32-v12=2a3S3  解得:a3=5m/s2 t3=0.4s t总=t1+t2+t3=s (2)线框通过磁场时,线框作匀速运动,线框受力平衡 在AA′a′a区域,对线框进行受力分析 mgsinθ=ma1 穿过磁场区域时, F安=BIL=mgsinθ BL=ma1 有题干分析得:线框的宽度L=d==0.5m 解得B=T (3)设恒力作用时金属框上边进入磁场速度为V,根据动能定理得: FS3-mgS3sinθ=mv2 线框穿过磁场时,F=mgsinθ+BL 又由 mgsinθ=ma1 解得v=m/s,F=N 答:(1)金属框在进入磁场区域前下滑的加速度a是5m/s2,及从斜面顶端滑至底端所需的时间为s (2)匀强磁场的磁感应强度是T (3)恒力F的大小是N.
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考点分析:
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(1)细线对杆的拉力大小;
(2)若将细线烧断,当轻杆转过90°时,A、B两小球电势能总的变化量;
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(2)活塞B向上移动的距离
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(1)如果某物体在踏板上,电流表刻度盘示数为20mA,该物体重量是______N.
(2)在某次测量前,发现空载时指针已经指在10N刻度上,而不是指在“0”刻度位置,则需要调零,
应调节调零电阻R′,使R′______(填“增大、减小”),变化量△R′=______Ω.
(3)下列判断正确的是:
(A)该秤的零刻度线在电流表的0毫安处
(B)该秤的零刻度线在电流表表的最大量程处
(C)该秤的刻度是均匀的
(D)如果长时间使用后,由于电源电压降低,该秤的读数会偏小.

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(1)若轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足s2=    (用H、h表示).
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h(10-1m)2.003.004.005.006.00
S2 (10-1m22.623.895.206.537.78
请在坐标纸上作出s2--h关系图.
(3)对比实验结果与理论计算得到的s2--h关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率     (填“小于”或“大于”)理论值.
(4)从s2--h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是    查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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