(附加题)如图甲所示,一边长L=2.5m、质量m=0.5kg的正方形金属线框,放在光滑绝缘的水平面上,整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合.在水平力F作用下由静止开始向左运动,经过5s线框被拉出磁场.测得金属线框中的电流随时间变化的图象如乙图所示,在金属线框被拉出的过程中.
(1)求通过线框导线截面的电量及线框的电阻;
(2)写出水平力F随时间变化的表达式;
(3)已知在这5s内力F做功1.92J,那么在此过程中,线框产生的焦耳热是多少?
考点分析:
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在光滑绝缘的水平面上,长为2L的绝缘轻质细杆的两端各连接一个质量均为m的带电小球A和B,A球的带电量为+2q,B球的带电量为-3q(可视为质点,也不考虑两者间相互作用的库仑力).现让A处于如图所示的有界匀强电场区域MPQN内,已知虚线MP位于细杆的中垂线,MP和NQ的距离为4L,匀强电场的场强大小为E,方向水平向右.释放带电系统,让A、B从静止开始运动(忽略小球运动中所产生的磁场造成的影响).求:
(1)小球A、B运动过程中的最大速度;
(2)带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间;
(3)带电系统运动过程中,B球电势能增加的最大值.
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在研究摩擦力特点的实验中,将木块放在水平长木板上,如图(a)所示,用力沿水平方向拉木块,拉力从零开始逐渐增大.分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力,并用计算机绘制出摩擦力F
f随拉力F的变化图象,如图(b)所示.已知木块质量为0.78kg,重力加速度g=10m/s
2,sin37°=0.60,cos37°=0.80.
(1)求木块与长木板间的动摩擦因数;
(2)如图(c),若木块在与水平方向成37°角斜向右上方的恒定拉力F作用下,以a=2m/s
2的加速度从静止开始沿水平面做匀变速直线运动,拉力大小应为多大?
(3)在(2)中力作用2s后撤去拉力F,再经过多少时间木块停下?整个运动过程中摩擦力对木块做了多少功?
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如图所示,这个装置可以作为火灾报警器使用;试管中装入水银,当温度升高时,水银柱上升,使电路导通,蜂鸣器发出响声.27℃时,空气柱长度L
1为20cm,水银上表面与导线下端的距离L
2为10cm,管内水银柱的高度h为5cm,大气压强为75cmHg,则
(1)当温度达到多少摄氏度时,报警器会报警?
(2)若再往玻璃管内注入2cm长的汞柱,则该装置的报警温度为多少摄氏度?
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在“用DIS研究回路中感应电动势的大小与磁通量变化快慢的关系”的实验中,为了研究感应电动势E与时间△t的关系,某小组同学利用图中的实验装置进行实验:让小车以不同的速度靠近螺线管,得到在不同挡光时间△t内的感应电动势平均值E.通过利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出,就能得到一系列的感应电动势的平均值E和时间△t.
在一次实验中得到的数据如下表:
次数 测量值 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
E/V | 0.116 | 0.136 | 0.170 | 0.191 | 0.215 | 0.277 | 0.292 | 0.329 |
△t/×10-3s | 8.206 | 7.486 | 6.286 | 5.614 | 5.340 | 4.462 | 3.980 | 3.646 |
(1)观察和分析该实验装置可看出,在实验中,每次测量的挡光时间△t内,磁铁相对螺线管位置的变化都______ (选填“相同”或“不同”),从而实现了控制______不变.
(2)在得到上述表格中的数据之后,为了研究E与△t的关系,可采用图象处理数据的方法,在直角坐标系中作______的关系图线,若图线是基本过坐标原点的倾斜直线,可得出的实验结论是______.
(3)若要进一步研究感应电动势与线圈匝数的关系,实验时应控制______相同.
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“研究共点力的合成”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示.
(1)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是力______.
(2)(单选题)本实验采用的主要科学方法是______
A.理想实验法 B.等效替代法
C.控制变量法 D.建立物理模型法
(3)(多选题)实验中可减小误差的措施有______
A.两个分力F
1、F
2的大小要尽量大些
B.两个分力F
1、F
2间夹角要尽量大些
C.拉橡皮筋时,弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些.
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