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如图甲所示,两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置,导轨问距为L=1m,两导轨的,...

manfen5.com 满分网如图甲所示,两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置,导轨问距为L=1m,两导轨的,上端间接有电阻,阻值R=2Ω 虚线OO′下方是垂宣予导轨平面向里的匀强磁场,磁场磁感应强度为2T,现将质量m=0.1kg电阻不计的金届杆ab,从OO′上方某处由静止释放,金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触,且始终保持水平,不计导轨的电阻.已知金属杆下落0.3m的过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示.求:
(1)金属杆刚进入磁场时速度多大?下落了0.3m时速度为多大?
(2)金属杆下落0.3m的过程中,在电阻R上产生的热量?
(3)金属杆下落0.3m的过程中,通过电阻R的电荷量q?
(1)由乙图读出金属杆进入磁场时加速度的大小,判断出加速度方向.由法拉第电磁感应定律、欧姆定律推导出安培力与速度的关系式,由牛顿第二定律列式可求出金属杆刚进入磁场时速度. 由图看出,下落0.3m时,金属杆的加速度为零,做匀速直线运动,重力与安培力平衡,列式可求出杆的速度. (2)从开始下落到下落0.3m的过程中,杆的机械能减小转化为内能,由能量守恒列式可求出电阻R上产生的热量. (3)根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式I=得到感应电量q与杆在磁场中运动距离的关系,由运动学公式求出杆自由下落的距离,即可求出电量. 【解析】 (1)由乙图知,刚进入磁场时,金属杆的加速度大小a=10m/s2,方向竖直向上. 由牛顿第二定律得:BIL-mg=ma 设杆刚进入磁场时的速度为v,则有    I= 联立得:v= 代入数值有:v==1m/s 下落时,通过a-h图象知a=0,表明金属杆受到的重力与安培力平衡有  mg=BIL 其中I=,E=BLv  可得下落0.3m时杆的速度v= 代人数值有:v==0.5m/s (2)从开始到下落的过程中,由能的转化和守恒定律有:    mgh=Q+ 代人数值有Q=0.29J (3)杆自由下落的距离满足2gh=v2 解得 h=0.05m 所以杆在磁场中运动的距离x=h-h=0.25m 通过电阻R的电荷量 q===== 代人数值有:q==0.25C 答: (1)金属杆刚进入磁场时速度为1m/s,下落了0.3m时速度为0.5m/s. (2)金属杆下落0.3m的过程中,在电阻R上产生的热量是0.29J. (3)金属杆下落0.3m的过程中,通过电阻R的电荷量是0.25C.
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考点分析:
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如图所示,将一质量为m=0.1kg的小球自水平平台右端O点以初速度v.水平抛出,小球飞离平台后由A点沿切线落入竖直光滑圆轨道ABC,并沿轨道恰好通过最高点C,圆轨道ABC的形状为半径R=2.5m的圆截去了左上角l27°的圆弧,CB为其竖直直径,(sin53°=0.8  cos53°=0.6,重力加速度g取10m/s2)求:(1)小球经过C点的速度大小;
(2)小球运动到轨道最低点B时小球对轨道的压力大小;
(3)平台末端O点到A点的竖直高度H.

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B.(选修模块 3 一 4 ) 
( 1 ) 在以下各种说法中,正确的是______
A.真空中光速在不同的惯性参考系中是不同的,它与光源、观察者间的相对运动有关
B.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
C.在光的双逢干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变宽
D.火车过桥要慢行,目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率,以免发生共振损坏桥梁
( 2 )如图1所示为一列简谐波在 t=0时刻的图象,已知质点 M 的振动方程为 y=5sin5πt ( cm ),此波中质点 M 在t 2=______.时恰好第 3 次到达 y 轴正方向最大位移处,该波的波速为______m/s.
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( 3 ) 雨过天晴,人们常看到天空中出现彩虹,它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象.在说明这个现象时,需要分析光线射人水珠后的光路.一细束光线射人水珠,水珠可视为一个半径为 R=10mm的球,球心 O 到人射光线的垂直距离为 d=8mm,水的折射率为 n=4/3.
( a )在图2上画出该束光线射人水珠后,第一次从水珠中射出的光路图 
( b )求这束光线从射向水珠到第一次射出水珠,光线偏转的角度.(sin37°=manfen5.com 满分网,sing53°=manfen5.com 满分网
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A.(选修模块3-3)
(1)一定质量的理想气体发生等容变化,下列图象正确的是______
(2)如图所示,某同学在环境温度稳定的实验室里做热学小实验,用手指堵住注射器前端小孔,这时注射器内就封闭了一定质量的空气(可看成理想气体).若该同学往里缓慢地推活塞(如图甲),气体的压强______(选填“增大”或“减小”).若该同学缓慢推进活塞过程中做功为W1;然后将活塞缓慢稍稍拉出一些(如图乙),此过程中做功为W2,则全过程中注射器内空气的内能增加量△U=______
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(3)用油膜法可粗略测出阿伏加德罗常数,把密度ρ=0.8×103 kg/m3的某种油,用滴管滴出一滴油在水面上形成油膜,已知这滴油的体积V=0.5×10-3 cm3,形成的油膜的面积S=0.7m2,油的摩尔质量Ml=0.09kg/mol.若把油膜看成单分子层,每个油分子看成球形,那么:
(a)油分子的直径为多大?
(b)由以上数据可测出的阿伏加德罗常数大约为多少?(保留一位有效数字)
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某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势 (电动势E大约在9V左右,内阻r约为50Ω),已知该电池 允许输出的最大电流为l50mA.该同学利用如图(a)所示的电路进行实验,图(a)中电压表的内阻约为2KΩ,R为电阻箱.阻值范围0~9999Ω,R是定值电阻,起保护电路的作用.
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(1)实验室备有的定值电阻尺.有以下几种规格:
A.2Ω    B.20Ω    C.200Ω  D.2000Ω,本实验应选______(填入相应的字母)作为保护电阻.
(2)在图(b)的实物图中,已正确地连接了部分电路,请完成余下电路的连接.
(3)该同学完成电路的连接后,闭合开关s,调节电阻箱的阻值;读取电压表的示数,其中电压表的某一次偏转如图(c)所示,其读数为______
(4)改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图(d)所示的图线,则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为______V,内阻r为______Ω.(结果保留两位有效数字) (5)用该电路测电动势与内阻,测量和真实值的关系E______E,r______r(填“大于”、“小于”或“等于”)
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manfen5.com 满分网为探究物体在下落过程中机械能是否守恒,某同学采用实验装置如图甲所示.
(1)其设计方案如下:让质量为m的立方体小铁块从开始端自由下落,开始端至光电门的高度差为h,则此过程中小铁块重力势能的减少量为    ;测出小铁块通过光电门时的速度v,则此过程中小铁块动能增加量为    ;比较这两个量之间的关系就可得出此过程中机械能是否守恒.(已知当地重力加速度大小为g)
(2)具体操作步骤如下:
A.用天平测定小铁块的质量m;
B.用游标卡尺测出立方体小铁块的边长d;
C.用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离h(h>>d);
D.电磁铁先通电(电源未画出),让小铁块吸在开始端;
E.断开电源,让小铁块自由下落;
F.计时装置记录小铁块经过光电门所用时间为t,计算出相应速度v;
G.改变光电门的位置,重复C、D、E、F等步骤,得到七组(hi,vi2)数据;
H.将七组数据在v2-h坐标系中找到对应的坐标点,拟合得到如图乙所示直线.
上述操作中有一步骤可以省略,你认为是    (填步骤前的字母);计算小铁块经过光电门的速度表达式v=   
(3)若v2-h图线满足条件    ,则可判断小铁块在下落过程中机械能守恒. 查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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