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如图(a)所示,间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上.在区域I内有...

如图(a)所示,间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上.在区域I内有方向垂直于斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为B;在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场,其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如下图(b)所示.t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑,同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上由静止释放.在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF处之前,cd棒始终静止不动,两棒均与导轨接触良好.已知cd棒的质量为m、电阻为R,ab棒的质量未知、阻值为r,区域Ⅱ沿斜面的长度为2L,在t=tx时刻(tx未知)ab棒恰好进入区域Ⅱ,重力加速度为g.求:
(1)ab棒进入区域Ⅱ之前cd棒上的感应电流的方向及大小
(2)ab棒进入区域Ⅱ时的速度大小及进入时刻tx
(3)ab棒从开始下滑至EF的过程中回路中产生的热量.

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(1)ab棒进入区域Ⅱ之前,根据cd棒处于静止,通过安培力的方向,根据左手定则判断出cd棒上的感应电流的方向.由平衡条件和安培力公式F=BIL求得感应电流I的大小; (2)由图b图看出,t=tx时刻ab棒恰好进入区域Ⅱ做匀速直线运动,此时cd棒仍处于静止状态,电路中感应电流不变,根据闭合电路欧姆定律和E=BLv,可求出ab棒进入区域Ⅱ时的速度v的大小.db棒进入磁场Ⅱ前做匀加速直线运动,不受安培力,根据牛顿第二定律和运动学公式结合可求出tx. 对cd棒,根据平衡求出感应电流的大小,根据P=I2R求出当ab棒在区域II内运动时cd棒消耗的电功率. (4)回路中感应电流是恒定的,根据焦耳定律求解热量. 【解析】 (1)cd棒处于静止状态,其受力如图,由左手定则判断知cd棒上的感应电流方向为:d到c. 对cd棒,由平衡条件,得mgsinθ=BIL  ① 解得 (2)设ab棒以速度v进入区域Ⅱ将做匀速直线运动,由闭合回路的欧姆定律得:  ② 解得 ab棒未进入区域Ⅱ时做匀加速直线运动,得  mgsinθ=ma  ③     v=atx ④ 解得  (3)因回路中电流是恒定电流,则    ⑤ 解得 答: (1)ab棒进入区域Ⅱ之前cd棒上的感应电流的方向d到c,大小为. (2)ab棒进入区域Ⅱ时的速度大小及进入时刻tx. (3)ab棒从开始下滑至EF的过程中回路中产生的热量为+2mgLsinθ.
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考点分析:
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吴菊萍徒手勇救小妞妞,被誉为“最美妈妈”. 设妞妞的质量m=10kg,从离地h1=28.5m高的阳台掉下,下落过程中空气阻力约为本身重力的0.4倍;在妞妞开始掉下时,吴菊萍立刻开始奔跑到达楼下,张开双臂在距地面高度为h2=1.5m处接住妞妞,缓冲到地面时速度恰好为零,缓冲过程可视为竖直方向的匀减速运动,缓冲过程中的空气阻力不计.g=10m/s2.求:
(1)妞妞在被接住前瞬间的速度大小;
(2)缓冲过程经历的时间;
(3)在缓冲过程中吴菊萍对妞妞冲量.

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某物理兴趣小组的同学想用如图甲所示的电路探究一种热敏电阻的温度特性.
①请按电路原理图将图乙中所缺的导线补接完整.
为了保证实验的安全,滑动变阻器的滑动触头P在开关闭合前应置于______端.(选填“a”或“b”)
②正确连接电路后,在保温容器中注入适量冷水.接通电源,调节R记下电压表和电流表的示数,计算出该温度下的电阻值,将它与此时的水温一起记入表中.改变水的温度,测量出不同温度下的电阻值.该组同学的测量数据如下表所示,请你在图中的坐标纸中画出该热敏电阻的R-t关系图.
温度(摄氏度)30405060708090100
阻值(千欧)8.05.23.52.41.71.21.00.8
③对比实验结果与理论曲线(图丙中已画出)可以看出二者有一定的差异.在相同的温度下,热敏电阻的测量值总比理论值______(填“偏大”或“偏小”),引起这种误差的原因是(不包含读数等偶然误差)______
④已知电阻的散热功率可表示为P=k(t-t1),其中k是比例系数,t是电阻的温度,t是周围环境温度.现将本实验所用的热敏电阻接到一个恒流电源中,该电源可以使流过它的电流在任何温度下恒为40mA,t=20℃,k=0.16W/℃,由理论曲线可知,该电阻的温度大约稳定在______
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兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率,进行了如下实验:
①用天平测出电动小车的质量为0.4kg;
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装;
③接通打点计时器(其打点周期为0.02s);
④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源,待小车静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中小车所受的阻力恒定).在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示.
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请你分析纸带数据,回答下列问题:
(a)该电动小车运动的最大速度为______m/s;
(b)关闭小车电源后,小车的加速度大小为______m/s2
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如图所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,半径为R,介质折射率为manfen5.com 满分网,圆心角∠AOB=90°,MN为其对称轴,一束平行于对称轴的单色光由OA面射入介质.要使柱体AB面没有光线射出,需在O点垂直于对称轴MN放置一遮光板,则遮光板的长度至少为( )
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如图所示,有一个正方形的匀强磁场区域abcd,e是ad的中点,f是cd的中点,如果在a点沿对角线方向以速度v射入一带负电的粒子,恰好从e点射出,粒子的重力不计,则( )
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A.如果粒子的速度增大为原来的二倍,磁场的磁感应强度不变,也将从e点射出
B.如果粒子的速度增大为原来的二倍,磁场的磁感应强度也变为原来的二倍,将从d点射出
C.如果粒子的速度不变,磁场的磁感应强度变为原来的manfen5.com 满分网倍,将从f点射出
D.只改变粒子的速度使其分别从e、d、f点射出时,从f点射出所用时间最短
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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