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两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上,导轨左端接有电阻R=10Ω,导轨...

两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上,导轨左端接有电阻R=10Ω,导轨自身电阻忽略不计.匀强磁场垂直于斜面向上,磁感强度B=0.5T.质量为m=0.1kg,电阻不计的金属棒ab由静止释放,沿导轨下滑.如图所示,设导轨足够长,导轨宽度L=2m,金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好,当金属棒下滑高度h=3m时,速度恰好达到最大速度2m/s.求这一过程中,
(1)金属棒受到的最大安培力;
(2)电路中产生的电热.

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(1)根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律推导出安培力的表达式,可知安培力与速度成正比,则当金属棒达到最大速度时,受到的安培力最大,即可解得最大安培力. (2)当金属棒速度恰好达到最大速度时做匀速运动,由平衡条件求出摩擦力,再根据能量守恒列式求电热. 【解析】 (1)据法拉第电磁感应定律:E=BLv    据闭合电路欧姆定律:I=  ∴F安=ILB= 由上式知,当金属棒达到最大速度时,受到的安培力最大, 代入数据解得F=0.2N (2)当金属棒速度恰好达到最大速度时,由受力分析和物体匀速运动,知   mgsinθ=F安+f   ∴f=mgsinθ-F安=0.3N    下滑过程据动能定理得:mgh-f -W=mv2 解得W=1J ∴此过程中电阻中产生的热量Q=W=1J  答: (1)金属棒受到的最大安培力是0.2N; (2)电路中产生的电热是1J.
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考点分析:
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(1)如图甲所示,要研究光敏电阻的阻值与光照强弱的关系.
①应将多用电表的选择开关置于    档;
②将红表笔插入    接线孔,黑表笔插入    接线孔(填“+”或“-”);
③将一光敏电阻接在多用电表两表笔上,用光照射光敏电阻时表针的偏角为θ,现用手掌挡住部分光线,表针的偏角变为θ′,则可判断θ    θ′( 填“<”,“=”或“>”);
④测试后应将选择开关置于    档.
(2)如图乙所示为一种测量电源电动势的电路原理图.E为供电电源,ES为标准电源,EX为待测电源,RP是限流电阻,R是电流表的保护电阻,AB是均匀电阻丝,长度为L.闭合S1进行测量时,先将S2合到“1”位置,移动C至C1处时,恰好使电流表指针指零,测得AC1=manfen5.com 满分网L;再将S2合到“2”位置,移动C至C2处时,恰好又使电流表指针指零,测得AC2=manfen5.com 满分网L.请你根据这些信息,结合所学过的有关物理知识回答:
①本实验对供电电源的要求是E    ES和EX( 填“<”,“=”或“>”);
②你认为该实验中电流表最好应选用    (填“安培表”,“毫安表”,“微安表”或“灵敏电流计”);
③本次实验测得的EX=    ES
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如图所示,是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验,图甲中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形,这时,橡皮筋对小车做的功记为W.当我们用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放.小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.
(1)除了图中的已给出的实验器材外,还需要的器材有   
(2)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动,应采取的措施是   
(3)每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的    部分进行测量;
(4)下面是本实验的数据记录表,请将第2次、第3次…实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置;
橡皮筋做的功10个间隔的距离S(m)10个间隔的时间T(s)小车获得的速度vn(m/s)小车速度的平方vn2(m/s)2
1W0.2000.2
20.2800.2
30.3000.2
40.4000.2
50.4500.2
(5)从理论上讲,橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是Wn    .请你运用数据表中测定的数据在下图所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性;
(6)若在实验中你做出的图线(图乙)与理论的推测不完全一致,你处理这种情况的做法是:   
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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