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水平面内固定一U形光滑金属导轨,轨道宽d=2m,导轨的左端接有R=0.3Ω的电阻...

水平面内固定一U形光滑金属导轨,轨道宽d=2m,导轨的左端接有R=0.3Ω的电阻,导轨上放一阻值为R=0.1Ω,m=0.1kg的导体棒ab,其余电阻不计,导体棒ab用水平轻线通过定滑轮连接处于水平地面上质量M=0.3kg的重物,空间有竖直向上的匀强磁场,如图所示.已知t=0时,B=1T,l=1m,此时重物上方的连线刚刚被拉直.从t=0开始,磁场以manfen5.com 满分网=0.1T/s均匀增加,取g=10m/s2.求:
(1)经过多长时间t物体才被拉离地面.
(2)在此时间t内电阻R上产生的电热Q.

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由法拉第电磁感应定律可求出回路感应电动势和闭合电路欧姆定律可求出回路中电流,物体被拉动的临界条件为F安=Mg;在此时间t内电阻R上产生的电热Q=I2R t. 【解析】 (1)由法拉第电磁感应定律可求出回路感应电动势 E=            ① 由闭合电路欧姆定律可求出回路中电流 I=                                 ② 在t时磁感应强度为 B′=(B+•t)                             ③ 此时安培力为 F安=B′ILab                                  ④ 物体被拉动的临界条件为 F安=Mg                                      ⑤ 由①②③④⑤式并代入数据得 t=20 s                                         ⑥ 所以经过t=20 s物体能被拉动. (2)在此时间t内电阻R上产生的电热 Q=I2R t                                       ⑦ 由②⑥⑦式并代入数据得 Q=1.5 J                                       ⑧ 答:(1)经过20s物体才被拉离地面. (2)在此时间t内电阻R上产生的电热1.5J.
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考点分析:
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(1)ABS刹车辅助系统是一种先进的汽车制动装置,可保证车轮在制动时不被抱死,使车轮仍有一定的滚动,安装了这种防抱死装置的汽车,在紧急刹车时可获得比车轮抱死更大的制动力,从而使刹车距离大大减小,假设汽车安装防抱死装置后刹车制动力恒为F,驾驶员的反应时间为t,汽车的质量为m,汽车刹车前匀速行驶的速度为v,试推出驾驶员发现情况后,紧急刹车时的安全距离s的表达式.
(2)如图a是研究小球从斜面顶端做平抛运动的实验装置,每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放,测出小球落到斜面上时小球做平抛运动的水平射程.逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ,获得不同的水平射程x,最后作出了如图b所示的x-tanθ图象,忽略一切阻力造成的影响,求水平射程x与tanθ的关系式(用v、g、θ表示)及初速度v的大小.(g取10m/s2 )
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某实验小组利用下列的电学实验器材探究一段某种导电材料的电阻.
器材:电流表A(0.6A/3A,内阻小于0.1Ω),电压表V(3V/15V,内阻大于9kΩ),学生电源E(3V直流电源),变阻器R(最大阻值为25Ω),定值电阻R(100Ω),开关K和导线若干.
该小组大约每隔2分钟测量一组数据,下面是他们记录的实验数据及作出电阻的U-I图线:
序号电压表示数/V电流表示数/A
10.400.04
20.800.10
31.200.22
41.400.30
51.600.40
61.800.56
(1)在方框内画出该小组实验的电路图.
(2)分析该小组所画出的U-I图线弯曲的主要原因.
(3)比较该小组的电阻测量值R与真实值R的大小关系并说明产生此误差的原因.
(4)该小组用多用表的“×10”欧姆挡试测这段材料在常温下的电阻,操作步骤正确,发现表头指针偏转的角度很大.为了准确地进行测量,应换到______档.如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数,那么欠缺的步骤是:______,补上该步骤后,表盘的示数如图所示,则该材料的电阻是______Ω.
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某实验小组欲探究光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关系.实验室提供如下器材:
A.表面光滑的长木板    B.可叠放钩码的物理小车      C.秒表
D.方木块(用于垫高木板) E.质量为m的钩码若干个     F.米尺
该研究小组采用控制变量法进行实验探究,即:
(1)在保持斜面倾角不变时,探究加速度与质量的关系.实验时,可通过______来改变物体质量,通过测出木板长L和小车由斜面顶端滑至底端所用时间t,可求得物体的加速度a=______.他们通过分析实验数据发现:在误差范围内,质量改变之后,物体下滑所用时间可认为不改变.由此得出结论:光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量无关.
(2)在物体质量不变时,探究加速度与倾角的关系.
实验时,通过改变方木块垫放位置来整长木板倾角,由于没有量角器,该小组通过木板长L和测量出长木板顶端到水平面高度h求出倾角α的正弦值sinα=h/L.下表是他们的实验数据.
次数12345
L (m)1.001.001.001.001.00
h (m)0.100.200.300.400.50
t (s)1.441.000.830.510.64
sinα0.10______0.300.400.50
a(m/s20.97______2.907.694.88
①请将表格补充完整并在方格纸内画出a-sinα图线.
②分析a-sinα图线得出的结论是:______
③利用a-sinα图线求出当地的重力加速度g=______m/s2

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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