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如图所示,竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间接有一个阻值...

manfen5.com 满分网如图所示,竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间接有一个阻值为R的电阻,在两导轨间的矩形区域OO1O1′O′内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直地搁在导轨上,与磁场的上边界相距d.现使ab棒由静止开始释放,棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好接触且下落过程中始终保持水平,导轨的电阻不计).
(1)求棒ab离开磁场的下边界时的速度大小.
(2)求棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热.
(3)试分析讨论棒ab在磁场中可能出现的运动情况.
(1)导体棒做匀速直线运动,处于平衡状态,由安培力公式及平衡条件可以求出棒离开下边界时的速度. (2)由能量守恒定律可以求出金属棒产生的焦耳热. (3)根据棒进入磁场时的速度大小,讨论棒在磁场中的运动情况. 【解析】 (1)导体棒切割磁感线产生的感应电动势E=BLv, 电路中的感应电流I=, 导体棒做匀速直线运动,由平衡条件得: mg-BIL=0,解得v=; (2)设整个电路产生的焦耳热是Q, 由能量守恒定律可得:mg(d+d)=Q+mv2, Qab=Q,解得:Qab=[mg(d+d)-]; (3)设导体棒刚进入磁场时的速度为v, 由动能定律可得:mgd=mv2,解得:v=; 导体棒在磁场中做匀速运动时的速度v=, ①当v=v,即d=时,棒进入磁场后做匀速直线运动; ②当v<v,d<时,棒进入磁场后先做加速运动,后做匀速运动; ③当v>v,d>时,棒进入磁场后先做减速运动,后做匀速运动; 答:(1)棒ab离开磁场的下边界时的速度为. (2)棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热为[mg(d+d)-]. (3)①当v=v,即d=时,棒进入磁场后做匀速直线运动; ②当v<v,d<时,棒进入磁场后先做加速运动,后做匀速运动; ③当v>v,d>时,棒进入磁场后先做减速运动,后做匀速运动.
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考点分析:
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【解析】
小球受到重力及杆的作用力F2,因为是轻杆,所以F2方向沿杆向上,受力情况如图(b)所示.根据所画的平行四边形,可以求得:
F2=manfen5.com 满分网mg=manfen5.com 满分网×2×10N=20manfen5.com 满分网N.
你认为上述解法是否正确?如果不正确,请说明理由,并给出正确的解答.
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有以下可供选用的器材及导线若干条,要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流.
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B.电流表A:量程0.6A、内阻0.1Ω.
C.电压表V:量程3V、内阻3kΩ.
D.滑动变阻器R:最大阻值200Ω.
E.电源E:电动势约3V、内阻约1.5Ω.
F.开关S一个.
(1)根据你的测量需要,在B.(电流表A)和C.(电压表V)中应选择______.(只需填写序号即可)
(2)在虚线框内画出你设计的实验电路图.
(3)测量过程中,测出多组数据,其中一组数据中待测电流表A的指针偏转了n格,可算出满偏电流IAmax=______,式中除N、n外,其他字母符号代表的物理量是______

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某研究性学习小组用如图(a)所示装置验证机械能守恒定律.让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置,若不考虑空气阻力,小球的机械能应该守恒,即manfen5.com 满分网mv2=mgh.直接测量摆球到达B点的速度v比较困难.现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动,利用平抛的特性来间接地测出v.
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用重锤线确定出A、B点的投影点N、M.重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放),球的落点痕迹如图(b)所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M点对齐.用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B两点的竖直距离,再量出M、C之间的距离x,即可验证机械能守恒定律.已知重力加速度为g,小球的质量为m.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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