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如图所示,足够长的光滑导轨ab、cd 固定在竖直平面内,导轨间距为l,b、c两点...

如图所示,足够长的光滑导轨ab、cd 固定在竖直平面内,导轨间距为l,b、c两点间接一阻值为R的电阻.ef是一水平放置的导体杆,其质量为m、电阻值为2R,杆与ab、cd 保持良好接触.整个装置放在磁感应强度满足B=B+ky的非匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直.现用一竖直向上的力拉导体杆,使导体杆由y=0从静止开始做加速度为manfen5.com 满分网的匀加速运动,在金属杆ef上升了h高度的过程中,bc间电阻R产生的焦耳热为Q.重力加速度为g,不计导轨电阻及感应电流间的相互作用.求:
(1)导体杆上升高度h过程中拉力做的功;
(2)导体杆上升到h时所受拉力F的大小;
(3)导体杆上升到h过程中通过杆的电量.

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(1)由运动学公式求出ef导体杆上升高度h时的速度,由焦耳定律求出导体杆上产生的焦耳热.导体杆ef克服安培力做功等于整个电路中产生的焦耳定律,根据动能定理求解拉力做的功; (2)导体杆上升到h时,由欧姆定律求出回路中的感应电流,由F=BIL求出此时导体杆所受的安培力,由牛顿第二定律求解所受拉力F的大小; (3)由法拉第电磁定律和欧姆定律推导出感应电量q,得到q=q=,作出BL-y图象,图象的“面积”等于△Φ,即可求出电量. 【解析】 (1)设ef导体杆上升高度h,速度为v1,由运动学公式得:v1==. bc间电阻R产生的焦耳热为Q,导体杆的电阻值为2R,则金属杆上产生的焦耳热为2Q,根据功能关系可知,导体杆ef克服安培力做功为W安=3Q. 由动能定理得  WF-mgh-W安= 解得,WF=+3Q. (2)设导体杆上升到h时拉力为F,根据闭合电路欧姆定律得    I1== 杆所受的安培力为 FA=ByI1l= 根据牛顿第二定律得    F-mg-FA=ma 综合各式得  F=+. (3)由闭合电路欧姆定律得 = 由法拉第电磁感应定律得 = 通过杆的电量  q=•△t= 因为B与y成线性关系,可画出BL-y图象如图所示,可求得△Φ=[BL+(B+kh)L)h] 则解得,q= 答: (1)导体杆上升高度h过程中拉力做的功为+3Q.; (2)导体杆上升到h时所受拉力F的大小为+.; (3)导体杆上升到h过程中通过杆的电量为.
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考点分析:
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如图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成,两部分之间由一段圆弧面相连接.在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道,斜面的倾角为θ.现有10个质量均为m、半径均为r的均匀刚性球,在施加于1号球的水平外力F的作用下均静止,力F与圆槽在同一竖直面内,此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h.现撤去力F使小球开始运动,直到所有小球均运动到水平槽内.重力加速度为g.求:
(1)水平外力F的大小;
(2)1号球刚运动到水平槽时的速度;
(3)整个运动过程中,2号球对1号球所做的功.

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如图(a)所示,在电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中,有两个质量均为m的小球A、B(可被视为质点),被固定在一根绝缘轻杆的两端,轻杆可绕与电场方向垂直的固定转动轴O无摩擦转动,小球A、B与轴O间的距离分别为l、2l,其中小球B上带有电量为q的正电荷,小球A不带电.将轻杆转动到水平方向后,无初速释放,若已知manfen5.com 满分网=manfen5.com 满分网
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求:(1)轻杆转动到何位置时,小球A、B的速率达到最大.
(2)若l=manfen5.com 满分网米,小球A、B的最大速率为多少?
某同学是这样解的:(1)目前轻杆无法平衡,在小球A、B的带动下,开始顺时针转动,当A、B的速度达到最大时,小球B所受的电场力与重力的合力恰与杆平行,如图(b)所示,所以tanθ=qE/mg=…,
(2)对从a图位置到b图位置过程用动能定理求出A、B两球的最大速率.你认为这位同学的解法是否正确,若正确,请完成计算;若不正确,请说明理由,并用你自己的方法算出正确结果.
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使一定质量的理想气体的状态按图中箭头所示的顺序变化,图线BC是一段以纵轴和横轴为渐近线的双曲线.
(1)已知气体在状态A的温度TA=300K,问气体在状态B、C和D的温度各是多大?
(2)将上述气体变化过程在V-T中表示出来(图中要标明A、B、C、D四点,并且要画箭头表示变化方向).
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将两个金属电极锌、铜片插入一个水果中就可以做成一个水果电池.现要测量橘子电池(如图A所示)的电动势和内阻,四位同学采用不同的方法进行探究.
(1)甲同学用多用表的直流电压档,选择0~1V量程,直接测铜锌两金属片之间的电压时读数为0.82V;用多用表的欧姆档直接测水果电池的两极,读得此时的读数为3200Ω;甲同学认为该水果电池电动势E=0.82V,内阻r=3.2kΩ
请指出甲同学测量的主要错误:______
(2)乙同学利用伏安法电路并借助DIS实验器材中的电压、电流传感器测水果电池的电动势和内阻,电路如图B所示.
下表是乙同学测量该水果电池时记录的数据.
次数123456
电压U/V0.320.3600.440.520.600.68
电流I/mA0.320.300.260.220.180.14
请你根据测量数据在答题卷相应位置的坐标纸中描点作出U随I变化的关系图象.由图象求出水果电池的电动势为______V,内阻为______Ω.
(3)丙同学也想自己测一下水果电池的电动势和内阻,该同学手边只有电流传感器,导线、开关和一只电阻箱(电阻可变范围09999.9Ω),他利用这些器材测出了一系列电流与电阻对应的数据,图象法处理数据时丙同学作出____________ 变化的关系图象.根据图象的斜率和截距也求出了水果电池的电动势和内阻.
(4)丁同学将四个这样的水果电池串联起来给“2.5V,0.5A”的小灯泡供电,灯泡仍不发光(检查电路无故障)分析灯泡不亮的原因是:______manfen5.com 满分网
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在“用单摆测定重力加速度”的实验中,
(1)(多选题)为了减小实验误差,所采取下列措施中正确的是:   
A.摆线长度L应取线长与摆球半径的和,且在100cm左右
B.在摆线上端的悬点处,用铁夹夹牢摆线
C.应选择密度较大的金属球,牢固且有弹性的细绳
D.计时起点应在摆球的最高点且应记录不少于30次全振动的时间
(2)某同学选材恰当,操作正确.若直接测出的物理量为:摆线长L,摆球直径d,全振动n次的时间t,由此可计算出当地的重力加速度g=    查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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