(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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如图所示,竖直放置的两平行带电金属板间的匀强电场中有一根质量为m的均匀绝缘杆,上端可绕轴O在竖直平面内转动,下端固定一个不计重力的点电荷A,带电量+q.当板间电压为U
1时,杆静止在与竖直方向成θ=45°的位置;若平行板以M、N为轴同时顺时针旋转α=15°的角,而仍要杆静止在原位置上,则板间电压应变为U
2.求:U
1/U
2的比值.
某同学是这样分析求解的:
两种情况中,都有力矩平衡的关系.设杆长为L,两板间距为d,当平行板旋转后,电场力就由
变为
,电场力对轴O的力臂也发生相应的改变,但电场力对轴O的力矩没有改变.只要列出两种情况下的力矩平衡方程,就可求解了.
你觉得他的分析是否正确?如果认为是正确的,请继续解答;如果认为有错误之处,请说明理由并进行解答.
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如图所示,在水平地面上有一个长L=1.5m,高h=0.8m的长方体木箱,其质量为M=1kg,与地面间的动摩擦因数μ=0.3.在它的上表面的左端放有一质量为m=4kg的小铁块,(铁块与木箱间的摩擦不计).开始它们均静止.现对木箱施加一水平向左的恒力F=27N.(g=10m/s
2)求:
(1)经过多长时间铁块从木箱上滑落?
(2)铁块滑落前后木箱的加速度a
1与a
2大小之比.
(3)铁块着地时与木箱右端的水平距离S.
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横截面积分别为S
A=2.0×10
-3m
2、S
B=1.0×10
-3m
2的汽缸A、B竖直放置,底部用细管连通,用质量分别为m
A=4.0kg、m
B=2.0kg的活塞封闭一定质量的气体,气缸A中有定位卡.当气体温度为27℃时,活塞A恰与定位卡环接触,此时封闭气体的体积为V
=300mL,外界大气压强为P
=1.0×10
5Pa.(g=10m/s
2)
(1)当将气体温度缓慢升高到57℃时,封闭气体的体积多大?
(2)保持气体的温度57℃不变,用力缓慢压活塞B,使气体体积恢复到V
,求此时封闭气体的压强多大?
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某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用.他将一条形磁铁放在转盘上,如图甲所示,磁铁可随转盘转动,另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边,当转盘(及磁铁)转动时,引起磁感应强度测量值周期性地变化,该变化与转盘转动的周期一致.经过操作,该同学在计算机上得到了如图乙所示的图象.
(1)在图象记录的这段时间内,圆盘转动的快慢情况是
.
(2)圆盘匀速转动时的周期是
s.
(3)(多选题)该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈,当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时.按照这种猜测
A.在t=0.1s 时刻,线圈内产生的感应电流的方向发生了变化
B.在t=0.15s 时刻,线圈内产生的感应电流的方向发生了变化
C.在t=0.1s 时刻,线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值
D.在t=0.15s 时刻,线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值.
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为了测量所采集的某种植物种子的密度,一位同学进行了如下实验:
(1)取适量的种子,用天平测出其质量,然后将这些种子装入注射器内;
(2)将注射器和压强传感器相连,然后缓慢推动活塞至某一位置,记录活塞所在位置的刻度V,压强传感器自动记录此时气体的压强p;
(3)重复上述步骤,分别记录活塞在其它位置的刻度V和记录相应的气体的压强p;
(4)根据记录的数据,作出l/p-V图线,并推算出种子的密度.
(1)根据图线,可求得种子的总体积约为
ml(即cm
3).
(2)如果测得这些种子的质量为7.86×10
-3 kg,则种子的密度为
kg/m
3.
(3)如果在上述实验过程中,操作过程中用手握住注射器,使注射器内气体的温度升高,那么,所测种子的密度值
(选填“偏大”、“偏小”或“不变”).
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