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如图甲所示,空间存在竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场,ab、cd是相互平行的间...

如图甲所示,空间存在竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场,ab、cd是相互平行的间距为l的长直导轨,它们处于同一水平面内,左端由金属丝bc相连,MN是跨接在导轨上质量为m的导体棒,已知MN与bc的总电阻为R,ab、cd的电阻不计.用水平向右的拉力使导体棒沿导轨做匀速运动,并始终保持棒与导轨垂直且接触良好.图乙是棒所受拉力和安培力与时间关系的图象,已知重力加速度为g.
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(1)求导体棒与导轨间的动摩擦因数μ;
(2)已知导体棒发生位移s的过程中bc边上产生的焦耳热为Q,求导体棒的电阻值;
(3)在导体棒发生位移s后轨道变为光滑轨道,此后水平拉力的大小仍保持不变,图丙中Ⅰ、Ⅱ是两位同学画出的导体棒所受安培力随时间变化的图线.判断他们画的是否正确,若正确请说明理由;若都不正确,请你在图中定性画出你认为正确的图线,并说明理由.(要求:说理过程写出必要的数学表达式)
(1)根据导体棒MN匀速运动时列出平衡等式求解 (2)根据安培力做功量度电路中产生的电能列出等式,根据电阻串联关系求解 (3)应用闭合电路欧姆定律、牛顿运动定律列出等式求解 【解析】 (1)根据导体棒MN匀速运动可知它受牵引力、安培力和摩擦力f三力平衡, 由图象可知拉力大小为F,安培力大小为F, 根据牛顿第二定律有:F-F-f=0 f=μFN,FN=mg  解得μ= (2)根据功能关系可知导体棒MN克服安培力做功将机械能转化为电能,在电路中电能转化为电热, 电路中的总电热Q总=F•s 设导体棒的电阻值为r,根据电阻串联关系可知 =  解得r=R(1-) (3)两位同学画的图线都不正确. 设导体棒运动的速度大小为v,产生的感应电动势为E,感应电流为I  F安=BIl I= 解得F安= E=Blv 根据牛顿第二定律有F-F安=ma 分析可知随着导体棒加速,安培力F安逐渐增大,加速度逐渐减小. 当F安=F时导体棒将做匀速运动,F安不再变化. 其变化过程如图所示. 答:(1)导体棒与导轨间的动摩擦因数是; (2)已知导体棒发生位移s的过程中bc边上产生的焦耳热为Q,导体棒的电阻值是R(1-); (3)两位同学画的图线都不正确,如上图.
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考点分析:
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一质量为m的很小的球,系于长为R的轻绳的一端,绳的另一端固定在空间的O点,假定绳是不可伸长的、柔软且无弹性的.今把小球从O点的正上方离O点的距离为manfen5.com 满分网的O1点以水平的速度manfen5.com 满分网抛出,如图所示.以O点为零势能面,试求:
(1)小球在O1点的机械能为多大?
(2)轻绳刚伸直(绳子突然拉紧会使平行于绳子的速度突变为零)时,绳与竖直方向的夹角θ为多少?
(3)当小球到达O点的正下方时,所受的合外力是多大?

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一个如图所示形状、内径均匀的细玻璃管,它的AB和CD两臂竖直放置,BC段呈水平方向,管的AB段和BC段长度分别为40cm和5cm,A端封闭、D端开口与大气相通.用一段长为5cm的水银柱将一部分空气封闭在管内.当管内被封闭空气的温度为27℃时,BC管充满水银,被封闭的空气柱恰与AB管等长.如果空气温度发生变化,管内水银柱将发生移动.设大气压强相当于75cm水银柱产生的压强,则
(1)要管内水银柱进入AB管,则空气温度是降低还是升高?
(2)要使管内水银柱刚好全部离开BC管进入AB管内并保持稳定时,AB管内空气的温度应是多少?

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两个完全相同的物体A、B,质量均为m=0.8kg,在同一粗糙水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动.图中的两条直线分别表示A物体受到水平拉力F作用和B物体不受拉力作用的v-t图象,求:
(1)两物体与地面之间的动摩擦因素μ;
(2)物体A所受拉力F的大小;
(3)12s末物体A、B之间的距离S.
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一些材料的电阻随温度的升高而变化.
(1)如图1(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、内阻不计)、电阻箱R′串联起来,连接成如图1(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”.
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①电流刻度较大处对应的温度刻度______;(填“较大”或“较小”)
②若电阻箱阻值R′=150Ω,在丙图中标出空格处对应的温度数值为______℃.
(2)PTC元件由于材料的原因有特殊的导电特性.现有一由PTC元件做成的加热器,实验测出各温度下它的阻值,并作出了1/R-t的关系如图2.已知它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℃).当加热器产生的焦耳热功率PR和向四周散热的功率PQ相等时加热器温度保持稳定.加热器接在200V的电源上.
①加热器工作的稳定温度为______℃;
②加热器的恒温原理为:当温度稍高于稳定温度时加热器电阻______(填“增大”“不变”“减小”),产生的焦耳热的功率______散热的功率(填“大于”“等于”,“小于”),温度将下降;反之当温度稍低于稳定温度时也控制温度上升,从而保持温度稳定.
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在“DIS研究机械能守恒定律”中,将实验装置中的______传感器接入数据采集器,测定摆锤在某一位置的瞬时速度,从而求得摆锤在该位置的动能,同时输入摆锤的高度,求得摆锤在该位置的重力势能,进而研究势能和动能转化时的规律.实验中A、B、C、D四点高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m,已由计算机默认,不必输入.现某位同学要测定摆锤在D点的瞬时速度.其实验装置如图所示,接着他点击“开始记录”,同时让摆锤从图1中所示位置释放,计算机将摆锤通过光电门传感器的速度自动记录在表格的对应处,如图2.
(1)请问该实验中所用传感器的名称是______传感器.
(2)请指出该同学实验中的错误之处:①______;②______
(3)摆图中计算机记录的数据与真实值相比将______(填“偏大”、“偏小”或“仍准确”)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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