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如图甲所示,空间存在B=0.5T,方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是相互平行的...

如图甲所示,空间存在B=0.5T,方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是相互平行的粗糙的长直导轨,处于同一水平面内,其间距L=0.2m,R是连在导轨一端的电阻,R=0.4Ω;ab是跨接在导轨上质量m=0.1kg的导体棒,它与导轨间的动摩擦因数μ=0.2.从t=0时刻开始,通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F,方向水平向左,使其从静止开始沿导轨做加速运动,此过程中棒始终保持与导轨生直且接触良好,图乙是导体棒的速度--时间图象(其中OA段是直线,AC是曲线,DE是曲线的渐近线),小型电动机在12s末达到额定功率,此后功率保持不变.除R以外,其余部分的电阻均不计,g=10m/s2
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(1))求导体棒在0-12s内的加速度大小
(2)电动机的额定功率是多大?
(3)若已知0~12s内电阻R上产生的热量为12.5J,则此过程中牵引力做的功为多少?
(1)导体棒在0-12s内做匀加速运动,由图象的斜率求解加速度. (2)当导体棒达到收尾速度,达到额定功率,根据平衡条件求解 (3)根据动能定理研究0~12s过程求解牵引力做的功. 【解析】 (1))由图中可得:12s末的速度为v1=9m/s,t1=12s 导体棒在0.12s内的加速度大小为a==0.75m/s2.     (2)当导体棒达到收尾速度vm=10m/s后,有P额=Fvm 棒受力平衡,有F-μmg-IBL=0          此时I=          代入后得F=μmg+=0.45N          故P额=0.45×10=4.5W    (3)在0-12s内F是变力,据动能定理WF-Wf-W安=△Ek          又W安=Q Wf=μmg•S12  设12s内金属棒移动的距离为S1       S1=×12=54m 联立解得WF=27.35J    答:(1))导体棒在0-12s内的加速度大小是0.75m/s2. (2)电动机的额定功率是4.5W (3)若已知0~12s内电阻R上产生的热量为12.5J,则此过程中牵引力做的功为27.35J
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考点分析:
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电视机的显像管中,电子束的偏转是用磁偏转技术实现的.在电子枪中产生的电子经过加速电场加速后射出,从P点进入并通过圆形区域后,打到荧光屏上,如图所示.如果圆形区域中不加磁场,电子一直打到荧光屏上的中心O点的动能为E;在圆形区域内加垂直于圆面、磁感应强度为B的匀强磁场后,电子将打到荧光屏的上端N点.已知ON=h,PO=L.电子的电荷量为e,质量为m.求:
(1)电子打到荧光屏上的N点时的动能是多少?说明理由.
(2)电子在电子枪中加速的加速电压是多少?
(3)电子在磁场中做圆周运动的半径R是多少?
(4)试推导圆形区域的半径r与R及h、L的关系式.

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第29届奥林匹克运动会即将在北京举办,解答下列与奥运会有关的物理学问题:(取重力加速度g=10m/s2 )
(1)举重运动员在抓举比赛中,为了减少杠铃上升的高度和发力,抓杠铃的两手间要有较大距离.某运动员成功抓举杠铃时,测得两手臂间的夹角为120度,运动员质量75kg,举起的杠铃为125kg,示意如图甲,求该运动员每只手臂对杠铃的作用力大小.
(2)如图乙所示,女排比赛时,排球场总长为18m,设球网高度为2m,运动员站在网前3m处正对球网跳起将球水平击出.当击球点的高度为何值时,球恰好既触网又压底线?
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理想电压表的内阻可视为无穷大,但实际使用的电压表内阻并不是无穷大,有一个较大的阻值.为了测定一电压表的内阻,某同学设计了如下图甲电路图.给定以下器材:
A.电压表(0~3V,内阻待测约为几千欧);     B.电流表(0~1mA);
C.滑动变阻器(0~50Ω);                    D.电源(1.5V的干电池2节);
E.开关;                                   F.导线若干;
回答下列问题:
①按照甲电路图在乙图实物连线中完善连接.
②在实物连接图中(开关S闭合),当滑动变阻器的滑片P向b端滑动的过程中,电流表示数______;电压表示数______(填“变大”或“变小”).
③下表是此次实验中测得的多组数据,请依据表中数据求出电压表的内阻是______kΩ.

实验次数123456
电压/V1.61.82.02.22.42.6
电流/mA0.410.450.500.550.610.66
④2节干电池用过一段时间后,有人建议将其中一节换用相同的新电池,另一节继续使用,这样可以起到节约用电的作用.你认为这样做对吗?说明理由.
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(1)用螺旋测微器测一圆形工件的长度时读数如图1所示,其读数为______mm.如果使用主尺上最小刻度为mm、游标为10分度的游标卡尺测量同一圆形工件的长度时,以上测量的结果应记为______ mm
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(2)某同学用如图2所示的装置测定重力加速度:
电火花计时器的工作电压为______,频率______
(3)①打出的纸带如图3所示,实验时纸带的______端应和重物相连接.(选填“甲”或“乙”)
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②纸带上1至9各点为计时点,由纸带所示数据可算出实验时的加速度为______ m/s2
③当地的重力加速度数值为9.8m/s2,请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因______
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B组[适合选修3-4模块的考生]
(1)机械波和电磁波都能传递能量,其中电磁波的能量随波的频率的增大而   
波的传播及其速度与介质有一定的关系,在真空中 机械波是    传播的,电磁波是
    传播的.(填能、不能、不确定),在从空气进入水的过程中,机械波的传播速度将      电磁波的传播速度将     (填增大、减小、不变)
(2)如图复合色光经过半圆型玻璃砖后分成a b两束光,比较a b两束光在玻璃砖中的传播速度Va    Vb,入射光线由AO转到BO,出射光线中    最先消失,若在该光消失时测得AO与BO间的夹角为α,则玻璃对该光的折射率为   
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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