如图所示,两平行的足够长光滑金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上,导轨间距为l,导轨电阻忽略不计,导轨所在平面的倾角为α,匀强磁场的宽度为d,磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直向下.长度为2d的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起,总质量为m,置于导轨上.导体棒中通以大小恒为I的电流,方向如图所示(由外接恒流源产生,图中未图出).线框的边长为d(d<l),电阻为R,下边与磁场区域上边界重合.将装置由静止释放,导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回,导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直.重力加速度为g.问:
(1)线框从开始运动到完全进入磁场区域的过程中,通过线框的电量为多少?
(2)装置从释放到开始返回的过程中,线框中产生的焦耳热Q是多少?
(3)线框第一次向下运动即将离开磁场下边界时线框上边所受的安培力F
A多大?
(4)经过足够长时间后,线框上边与磁场区域下边界的最大距离x
m是多少?
考点分析:
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半径分别为r=0.1m和R=2r=0.2m的两个质量不计的圆盘,共轴固定连接在一起,可以绕水平轴O无摩擦转动,大圆盘的边缘上固定有一个可看作质点的质量m=0.1kg的小球A,小圆盘上绕有细线,细线的另一端与放在光滑绝缘水平桌面上的带电小物块B水平相连,物块B的质量M=0.12kg,带电量为q=1.0×10
-4C,处于水平向左的匀强电场中,电场强度大小为E
=10
4N/C.整个系统在如图所示位置处于静止平衡状态,此时OA连线与竖直方向的夹角为θ.求:
(1)夹角θ的大小.
(2)缓慢顺时针转动圆盘,使小球A位于转轴O的正下方由静止释放,当圆盘转过45°角时物块B运动的速度多大?
(3)缓慢顺时针转动圆盘,使小球A重新回到转轴O的正下方,改变电场强度大小使其为E后由静止释放系统,物块B向左运动的最大距离s=
,则电场强度E多大?
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如图所示,一位质量m=60kg参加“挑战极限”的业余选手,要越过一宽度为s=2.5m的水沟,跃上高为H=2.0m的平台,采用的方法是:人手握一根长L=3.25m的轻质弹性杆一端,从A点由静止开始匀加速助跑,至B点时,杆另一端抵在O点的阻挡物上,接着杆发生形变、同时脚蹬地,人被弹起,离地时重心高h=0.8m,到达最高点时杆处于竖直,人的重心在杆的顶端.运动过程中空气阻力可忽略不计.(取g=10m/s
2)
(1)第一次试跳,人恰能到达最高点,则人在B点离开地面时的速度v
1是多少?
(2)第二次试跳,人在最高点放开杆水平飞出,在空中作抛物线运动(水平方向为匀速,竖直方向为自由下落)恰好趴落到平台边缘,则人在最高点飞出时速度v
2至少多大?
(3)设在第二次试跳中,人跑到B点时速度大小为v
B=8m/s,求人在B点蹬地弹起瞬间,至少应做多少功?
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质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面作直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图象如图.g取10m/s
2,求:
(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)水平推力F的大小;
(3)在0~6s内物体运动平均速度的大小.
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宇航员在绕地球做圆周运动的空间站内研究处于完全失重状态下弹簧振子的周期T与振子质量m的关系.
身边的器材有:弹簧、完全相同的螺帽若干个、天平、秒表、刻度尺、温度计等.
(1)宇航员利用上述器材中的螺帽和弹簧连接组成弹簧振子,为完成实验,还应从中选择的一个器材是______.
(2)某次实验测量的数据记录如下表:
螺帽的数量n(个) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
30次全振动的时间t(s) | 13.40 | 19.20 | 23.21 | 26.83 | 30.01 |
振动周期T(s) | 0.45 | 0.64 | 0.77 | 0.89 | 1.00 |
为了得出T与m的关系,他先研究T与n的关系,并采用作图的方法处理实验数据.他以螺帽的个数n为横坐标得出一条倾斜直线,那么他是以______为纵坐标的.由表中数据,在图示坐标系中作出该直线.
(3)根据作出的图线,得出T与n的关系式为T=______
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太阳能是一种清洁、绿色能源.在上海举办的2010年世博会上,大量使用了太阳能电池.太阳能电池在有光照时,可以将光能转化为电能;在没有光照时,可以视为一个电学器件.某实验小组通过实验,探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I-U特性.所用的器材包括:太阳能电池,电源E,电流传感器,电压传感器,滑动变阻器R,开关S及导线若干.
(1)为了描绘出完整的I-U特性曲线,在图1中A处接______传感器,B处接______传感器,并将图(a)连成完整的实验电路图.
(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图(b)的I-U图象,图中PQ为过P点的切线.由图可知,当电压小于2.00V时,太阳能电池的电阻______(选填“很大”或“很小”);当电压为2.80V时,太阳能电池的电阻约为______Ω.
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