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如图(甲)所示,质量为m=50g,长l=10cm的铜棒,用长度也为l的两根轻软导...

如图(甲)所示,质量为m=50g,长l=10cm的铜棒,用长度也为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1/3T.未通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度θ=37°,求此棒中恒定电流的大小.
某同学对棒中恒定电流的解法如下:对铜棒进行受力分析,通电时导线向外偏转,说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外,受力如图乙所示(侧视图).
当最大偏转角θ=37°时,棒受力平衡.有tanθ=manfen5.com 满分网=manfen5.com 满分网,得I=manfen5.com 满分网=11.25A.
(1)请判断,该同学的解法正确吗?若不正确则请指出错在哪里?
(2)试写出求解棒中电流的正确解答过程及结果.

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同学甲的解法,将偏转最大角度当作平衡状态;而同学乙的解法,安培力做功求错误. 【解析】 (1)该同学的解法错误. 错误原因:认为棒到达最高点速度为零时,一定处于平衡状态;或者认为偏角最大的是平衡位置. (2)正确的解法如下:金属棒向外偏转过程中,导线拉力不做功, 如图所示,安培力F做功为WF=Fs1=Bη2sin37°        重力做功为WG=-mgs2=-mgl(l-cos37°)  由动能定理得Bη2sin37°-mgl(l-cos37°)=0  解得.I==5A     答:(1)该同学的解法错误. 错误原因:认为棒到达最高点速度为零时,一定处于平衡状态;或者认为偏角最大的是平衡位置. (2)试写出求解棒中电流的正确解答过程及结果为5A.
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考点分析:
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有一个标有“12V、24W”的灯泡,为了测定它在不同电压下的实际功率和额定电压下的功率,需测定灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,现有如下器材:
A.直流电源15V(内阻可不计)
B.直流电流表0~0.6A~3A(内阻0.5Ω、0.1Ω)
C.直流电流表0~300mA(内阻约5Ω)
D.直流电压表0~3V~15V(内阻约3kΩ、15kΩ)
E.直流电压表0~25V(内阻约200kΩ)
F.滑动变阻器10Ω、5A
G.滑动变阻器1kΩ、3A
(1)实验台上已放置开关、导线若干及灯泡,为了完成实验需要从上述器材中再选用______(用序号字母表示).
(2)在相应方框内画出最合理的实验原理图.
(3)若测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化关系的图线如图11所示,由 这条曲线可得出:正常发光条件下,灯丝消耗的电功率是______;如果灯丝电阻与(t+273)的大小成正比,其中t为灯丝摄氏温度值,室温t=27℃,则正常发光时灯丝的温度是______℃.
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(1)该同学在一条比较理想的纸带上,依次选取0、1、2、3、4、5共六个计数点,分别测量后5个计数点与计数点0之间的距离,并计算出它们与0点之间的速度平方差△v2(△v2=v2-v2),填入下表:
计数点s/cm△v 2/m2•s-2
计数点0//
11.600.04
23.600.09
36.000.15
47.000.19
59.200.23
请以△v2为纵坐标,以s为横坐标在方格纸中作出△v2-s图象.若测出小车质量为0.2kg,结合图象可求得小车所受合外力的大小为______N.(结果保留两位有效数字)
(2)该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数,明显超出实验误差的正常范围.你认为主要原因是______,实验操作中改进的措施是______
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D.电源的效率达到最大值
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C.系统摩擦生热为0.5mv2
D.电动机多做的功为mv2
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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