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如图,竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间接一个阻值为R的...

如图,竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间 OO1O1′O′矩形区域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垂直搁在导轨上,与磁场上边边界相距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的电接触且下落过程中始终保持水平,导轨电阻不计).求:
(1)棒ab在离开磁场下边界时的速度;
(2)棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热;
(3)若设ab棒由静止开始释放处为下落起点,画出棒在下落高度d+d过程中速度随下落高度h变化所对应的各种可能的图线.

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(1)棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动,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)从ab棒开始下滑到刚离开磁场的过程,运用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)设ab棒离开磁场边界前做匀速运动的速度为v,产生的电动势为E=BLv     电路中电流 I= 对ab棒,由平衡条件得 mg-BIL=0                    解得 v= (2)从ab棒开始下滑到刚离开磁场的过程,由能量守恒定律得:mg(d+d)=E电+mv2                  解得 整个电路中产生的焦耳热为  则棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热; (3)设棒自由落体d高度历时为t,由d=gt2,得t= 棒在磁场中匀速时速度为v=,设 当t=t,即d=时,棒进入磁场后做匀速直线运 当t<t,即d<时,棒进入磁场后做先加速后匀速直线运动 当t>t,即d>时,棒进入磁场后做先减速后匀速直线运动. 画出棒在下落高度d+d过程中速度随下落高度h变化所对应的各种可能的图线如图所示. 答: (1)棒ab在离开磁场下边界时的速度为; (2)棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热为;
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考点分析:
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如图所示,相距为d的平行金属板A、B竖直放置,在两板之间水平放置一绝缘平板.有一质量m、电荷量q(q>0)的小物块在与金属板A相距l处静止.若某一时刻在金属板A、B间加一电压UAB=-manfen5.com 满分网,小物块与金属板只发生了一次碰撞,碰撞后电荷量变为-manfen5.com 满分网q,并以与碰前大小相等的速度反方向弹回.已知小物块与绝缘平板间的动摩擦因数为μ,若不计小物块电量对电场的影响和碰撞时间.则
(1)小物块与金属板A碰撞前瞬间的速度大小是多少?
(2)小物块碰撞后经过多长时间停止运动?停在何位置?
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大家都知道:用一个杯口光滑平整的玻璃杯盛满水,然后盖上平整的玻璃板,用手摁住玻璃板迅速翻转,松开托住玻璃板的手,由于大气压的原因,玻璃板不会掉下.一个同学在回家后自己也想做这个实验.由于家中没有玻璃板,他就找了一张普通的纸盖在了杯口光滑平整的玻璃杯上,而且杯中只放了一半的水.按住纸翻转杯子、松开手,他惊呆了:水居然不流下来,如图甲所示.已知玻璃杯粗细均匀,杯子内底部到杯沿的高度为12×10-2m,杯中水的高度为6×10-2m,大气压强为1.013×105Pa.该同学在经过仔细观察后发现,翻转后,纸略往下凸,其平均下凸高度为0.40×10-3m(见乙图).请通过计算说明水不流下来的原因.

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如图所示,滑块质量为m,与水平地面间的动摩擦因数为0.1,它以v=3manfen5.com 满分网的初速度由A点开始向B点滑行,AB=5R,并滑上光滑的半径为R的1/4圆弧BC,在C点正上方有一离C点高度也为R的旋转平台,沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔P、Q,孔径大于滑块的大小,旋转时两孔均能达到C点的正上方.求:
(1)滑块刚到B处的速度,
(2)若滑块滑过C点后穿过P孔,求滑块过P点后还能上升的最大高度,
(3)若滑块穿过P孔后,又恰能从Q孔落下,则平台转动的角速度ω应满足什么条件?

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影响物质材料电阻率的因素很多.一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大;半导体材料的电阻率则随温度的升高而减小;
(1)如图(甲)是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象,若用该电阻与电池(电动势E=1.5V,内阻不计)、电流表(量程为5mA、内阻Rg=100Ω)、电阻箱R′串联起来,连接成如图(乙)所示的电路,用该电阻做测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”.
①电流刻度较大处对应的温度刻度值______;(填“较大”或“较小”)
②若电阻箱阻值R′=50Ω,在丙图中空格处(5mA)对应的温度数值为______℃.
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(2)PTC元件由于材料的原因有特殊的导电特性,其电阻随温度变化关系复杂.现有一只由PTC元件做成的加热器,实验测出各温度下它的阻值,数据如下:
t/℃102030405060708090100
R/kΩ1411734568101416
加热器接到200V的电源上,在方格纸上已根据反复实验的大量实验数据作出了PTC加热器功率PR随温度t的变化关系曲线,已知PTC加热器器外表面向四周散热的功率为PQ=0.1(t-t)瓦,其中t(单位为℃)为加热器的温度,t为室温(本题取20℃).
①请在同一坐标平面内作出PQ与温度t之间关系的图象
②加热器工作的稳定温度为______℃;
③加热器保持工作稳定温度的原理为:
当温度稍高于稳定温度时:______
当温度稍低于稳定温度时:______从而保持温度稳定.                        
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请回答下列有关DIS实验“研究气体的压强与体积的关系”的问题.
(1)如图所示,用一个带有刻度的注射器及DIS实验系统来探究气体的压强与体积关系.实验中气体的质量保持不变,气体的体积直接从注射器上读出,气体的压强是由图中______传感器通过计算机系统得到.
(2)完成本实验的基本要求是______
A.在等温条件下操作.
B.封闭气体的容器密封良好.
C.必须弄清所封闭气体的质量.
D.气体的压强和体积必须用国际单位.
(3)某同学在做本实验时,按实验要求组装好实验装置,然后缓慢推动活塞,使注射器内空气柱从初始体积20.0ml减为12.0ml.实验共测五次,每次体积值直接从注射器的刻度读出并输入计算机,同时由传感器测得对应体积的压强值.实验完成后,计算机屏幕上显示出如下表所示的实验结果:
序号V(m1)p(×105Pa)pV
120.01.001 020.020
218.01.095 219.714
316.01.231 319.701
414.01.403 019.642
512.01.635 119.621
仔细观察不难发现,pV一栏中的数值越来越小,造成这一现象的原因可能是______
A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大.
B.实验时环境温度增大了.
C.实验时外界大气压强发生了变化.
D.实验时注射器的空气向外发生了泄漏.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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