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如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上固定一光滑金属导轨CDEFG,图中OH∥CD...

如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上固定一光滑金属导轨CDEFG,图中OH∥CD∥FG,∠DEF=60°,CD=DE=EF=FG=OE=L;一根质量为m、长度为2L的导体棒AB在电机牵引下,以恒定速度v沿OH方向从斜面底端滑上导轨并到达斜面顶端,O是AB棒的中点,AB⊥OH.金属导轨的CD、FG段电阻不计,DEF段与AB棒材料与横截面积均相同,单位长度的电阻均为r,整个斜面处在垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中.求:
(1)导体棒在导轨DEF上滑动时电路中电流的大小;
(2)导体棒运动到DF位置时AB两端的电压;
(3)将导体棒从底端拉到斜面顶端过程电机对杆做的功.

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(1)根据感应电动势公式得出电动势与有效长度的关系,由题意得到电阻与有效长度的关系,根据欧姆定律得到导体棒在导轨DEF上滑动时电路中电流的大小; (2)AB两端的电压等于AD、DF、FB三段感应电动势之和.AD、FB两段电压等于感应电动势.DF段根据电压分配求出. (3)根据功能关系可知,导体棒从底端拉到斜面顶端过程电机对杆做的功等于导体棒增加的重力势能与电路产生的热量之和.AB棒在DEF上滑动时产生的电热Q1,数值上等于克服安培力做的功. 【解析】 (1)设AB棒等效切割长度为l,则         感应电动势为E=Blv                                                          回路电阻为R=3lr        回路电流为I==                                                       (2)AB棒滑到DF处时       AB两端的电压UBA=UDA+UFD+UBF          UDA+UBF=BLv          而UDF==                                                                得UBA=UDA+UFD+UBF=     (3)导体棒重力势能的增加量△EP=mg(2L+Lcos30°)sin30°=                                    AB棒在DEF上滑动时产生的电热Q1,数值上等于克服安培力做的功Q1=W安            又因为F安∝S,如图,故 Q1=W安==     AB棒在CDFG导轨上滑动时产生的电热Q2,电流恒定,电阻不变         则Q2=I2Rt=()2•3Lr=  得,电机做的功W=△EP+Q1+Q2=    答:(1)导体棒在导轨DEF上滑动时电路中电流的大小为流为;        (2)导体棒运动到DF位置时AB两端的电压为;      (3)将导体棒从底端拉到斜面顶端过程电机对杆做的功是.
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考点分析:
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(选修模块3-5)
(1)(1)以下说法正确的有______
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的角度和两球的质量,就可以分析在两球的碰撞过程中总动量是否守恒
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(2)一个高能r光子,经过重核附近时与原子核场作用,能产生一对正负电子,请完成相应的反应方程:r→______
-1
e
+
1
e
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(2)一列简谐横波在t=0时的波形图如图1,若波自右向左传播的,则处于平衡位置的P点此时的运动方向是______.若经过时间t=0.03s后,P 点刚好第一次到达波峰,则波的传播速度是______
(3)如图2所示,有一截面是直角三角形的棱镜ABC,∠A=30°.它对红光的折射率为n1.对紫光的折射率为n2.在距AC边d处有一与AC平行的光屏.现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜.
(1)红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少?
(2)若两种光都能从AC面射出,求在光屏MN上两光点间的距离.

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(选修模块3-3)
(1)奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐(内有液态丙烷)、稳压装置和燃烧器三部分组成,当稳压阀打开以后,燃气以气态形式从气罐里出来,经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧.则以下说法中正确的是______
A.燃气由液态变为气态的过程中要对外做功
B.燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少
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(3)如图所示,绝热隔板S把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分,S与气缸壁的接触是光滑的.两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b.气体分子之间相互作用可忽略不计.现通过恒定电压为U的电源和阻值为R的电热丝构成回路,对气体a缓慢加热一段时间t后,a、b各自达到新的平衡状态.在此过程中,气体a内能增加量为△U,试求气体b的内能增加量.

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受“描绘小电珠的伏安特性曲线”的启发,某实验小组决定用“描绘电解槽的伏安特性曲线”的方法探究电解质溶液的导电规律,除了提供电解池、导线和开关外.还有以下一些器材:
A.蓄电池E(电动势为12.0V.内阻不计)
B.电压表V(量程为0~15V,内阻约为2kΩ)
C.电-流表A(量程为0~1.0A;0~3.0A内阻约为lΩ)
D.滑动变阻器R(最大阻值l0Ω,额定电流2A)
(1)①为完成本实验,请用笔画线当导线,将下列实物图连成完整的电路,要求实验误差尽可能的小.(图中有几根导线已经接好)
②如果电路中的所有仪器都完好,闭合开关后无论如何调节滑动变阻器,发现小灯泡亮度发生变化.但电压表、电流表的示数均不能为零.试判断可能是哪根导线发生了断路?请用“×”在相应的导线上标出.
(2)下表(一)中的数据是该小组在实验中测得的,表二中数据是该小组将电源换为交流电源,并将电压、电流表换为交流电表时所测的数据.请根据表格中的数据在方格纸上分别作出电解质溶液通入直流、交流时的伏安特性曲线.
表一:
电压/V12345678910
电流/A0.000.000.030.080.160.280.380.630.770.90
表二:
电压/V12345678910
电流/A0.000.100.300.550.630.750.931.041.201.30
(3)电解质溶液通入直流时欧姆定律______(填“适用”或“不适用”).通入交流时欧姆定律______(填“适用”或“不适用”)
(4)硫酸钠溶液通入交流时,产物为氢气和氧气,氢气的燃烧值为△H,电子的电量为e,阿伏伽德罗常数为NA,请推导出,当电解质溶液通入直流时,图线与横轴的交点的表达式______
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DIS实验是利用现代信息技术进行的实验.学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图(a)所示,某组同学在一次实验中,选择DIS以图象方式显示实验的结果,所显示的图象如图(b)所示.图象的横轴表示小球距D点的高度h,纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E.试回答下列问题:
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(1)图(b)的图象中,表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是______(按顺序填写相应图线所对应的文字).
(2)图(a)所示的实验装置中,小球起到______的作用,传感器K的名称是______
(3)根据图(b)所示的实验图象,可以得出的结论是______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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