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两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一...

manfen5.com 满分网两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面.质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与水平和竖直导轨之间有相同的动摩擦因数μ,导轨电阻不计,回路总电阻为2R. 整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中.当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨匀速运动时,cd杆也正好以某一速度向下做匀速运动.设运动过程中金属细杆ab、cd与导轨接触良好.重力加速度为g.求:
(1)ab杆匀速运动的速度v1
(2)ab杆所受拉力F,
(3)ab杆以v1匀速运动时,cd杆 以v2(v2已知)匀速运动,则在cd杆向下运动h过程中,整个回路中产生的焦耳热为多少?
(1)根据法拉第电磁感应定律,求出感应电动势大小;再由左手定则,来判定安培力的方向,根据受力平衡,即可求解; (2)对ab杆受力分析,从而由平衡方程,即可求解; (3)根据ab杆匀速运动,可求出运动的距离;再由整个过程中运用能量守恒,可得出,焦耳热等于克服安培力所做的功,即可求解. 【解析】 (1)ab杆向右运动时,ab杆中产生的感应电动势方向为a→b, 大小为E=BLv1 cd杆中的感应电流方向为d→c.cd杆受到的安培力方向水平向右        安培力大小为 cd杆向下匀速运动,有mg=μF安② 解①、②两式,ab杆匀速运动的速度为 (2)ab杆所受拉力 (3)设cd杆以v2速度向下运动h过程中,ab杆匀速运动了s距离 ∵. 整个回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功 解得: 答:(1)ab杆匀速运动的速度; (2)ab杆所受拉力力, (3)ab杆以v1匀速运动时,cd杆 以v2(v2已知)匀速运动,则在cd杆向下运动h过程中,整个回路中产生的焦耳热为.
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考点分析:
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静电场与引力场有着非常相似的性质,力的形式都遵从平方反比定律,解答下列问题:
(1)写出万有引力定律和库仑定律中的常数G与K的单位
(2)某星球的质量为M,在该星球表面某一倾角为θ的山坡上以初速度v平抛一个物体,经t时间该物体落到山坡上.欲使该物体不再落回该星球的表面,至少应以多大的速度抛出物体(不计一切阻力,万有引力常量为G)?
(3)如图所示,等边三角形ABC,边长为L,在顶点A、B处有等量异性点电荷QA,QB,已知QA=+Q,QB=-Q,静电引力常数K.求在顶点C处的点电荷QC=+q所受的静电力.

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利用如图甲所示的电路测定金属电阻率,在测量时需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,用电流表和电压表测出金属丝的电阻Rx
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(1)请读出乙图中螺旋测微器的读数______m
(2)写出测金属丝电阻率的表达式:ρ=.______
(3)利用该电路进行实验的主要操作过程是:
第一步:闭合电键S1,将电键S2接2,调节滑动变阻器RP和r,使电压表读数尽量接近满量程,读出这时电压表和电流表的示数U1、I1
请你接着写出第二步,并说明需要记录的数据:______
由以上记录的数据计算出被测电阻Rx的表达式为Rx=______
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用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对图中纸带上的点痕进行测量.manfen5.com 满分网
即可验证机械能守恒定律
①下面列举了该实验的几个操作步骤
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上
C.用天平测出重锤的质量;
D.先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
其中没有必要进行的步骤是______,操作不当的步骤是______
②利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度.如图2所示是打出的一条纸带,选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,测出各点之间的距离如图2所示.使用电流的频率为f,则计算重锤下落的加速度的表达式a=______.(用x1、x2、x3、x4及f表示)
③在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能,其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用,可以通过该实验装置测阻力的大小,若已知当地重力加速度为g,还需要测量的物理量是______
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如图甲所示为某一简谐横波在t=0时刻的波形图,由此可知该波沿______传播,该时刻a、b、c三点速度最大的是______点,加速度最大的是______点.若t=0.02s时质点c第一次到达波谷处,则此波的波速为______m/s.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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