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(16分)如图所示,两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距为l,导轨上端接有...

(16分)如图所示,两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距为l,导轨上端接有电阻R和一个理想电流表,导轨电阻忽略不计。导轨下部的匀强磁场区域有虚线所示的水平上边界,磁场方向垂直于金属导轨平面向外。质量为m、电阻为r的金属杆MN,从距磁场上边界h处由静止开始沿着金属导轨下落,金属杆进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I。金属杆下落过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度为g,不计空气阻力。求:

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(1)磁感应强度B的大小;

(2)电流稳定后金属杆运动速度的大小;

(3)金属杆刚进入磁场时,M、N两端的电压大小。

 

(1);(2);(3)。 【解析】 试题分析:(1)电流稳定后,导体棒做匀速运动,有BIl=mg  解得磁感应强度 B=               (4分) (2)设电流稳定后导体棒做匀速运动的速度为v, 感应电动势 E=Blv      感应电流 I=   解得 v=    (6分) (3)金属杆在进入磁场前,机械能守恒,设进入磁场时的速度为v0, 则由机械能守恒定律,有   解得 此时的电动势E0=Blv0 感应电流I0= M、N两端的电压 UMN=I0R==           (6分) 考点:安培力的计算,牛顿第二定律,机械能守恒定律。
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考点分析:
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(18分)

(1)某同学通过实验测量一根长度为L的电阻丝的电阻率。

①由图甲可知电阻丝的直径D=________mm。

②将如下实验操作补充完整:按图乙连接电路,将滑动变阻器R1的滑片P置于B端;将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0;将电阻箱R2的阻值调至最大,S2拨向接点2,                         ,使电流表示数仍为I0,记录此时电阻箱的示数为R2

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③此电阻丝的电阻率的表达式满分5 manfen5.com             。(用已知量和所测物理量的字母表示)

(2)某同学用如图甲所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证机械能守恒定律。已知重力加速度为g。

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①在实验所需的物理量中,需要直接测量的是      ,通过计算得到的是      。(填写代号)

A.重锤的质量

B.重锤下落的高度

C.重锤底部距水平地面的高度

D.与下落高度对应的重锤的瞬时速度

②在实验得到的纸带中,我们选用如图乙所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的纸带来验证机械能守恒定律。图中A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的原始点,F点是第n个点。设相邻点间的时间间隔为T,下列表达式可以用在本实验中计算F点速度vF的是         

A. vF = g(nT )                B.vF =满分5 manfen5.com 

C.vF = 满分5 manfen5.com               D.vF =满分5 manfen5.com 

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③若代入图乙中所测的数据,求得满分5 manfen5.com在误差范围内等于                   (用已知量和图乙中测出的物理量表示),即可验证重锤下落过程中机械能守恒。即使在操作及测量无误的前提下,所求满分5 manfen5.com也一定会略                   (选填“大于”或“小于”)后者的计算值,这是实验存在系统误差的必然结果。

④另一名同学利用图乙所示的纸带,分别测量出各点到起始点的距离h,并分别计算出各点的速度v,绘出v2-h图线,如图丙所示。从v2-h图线求得重锤下落的加速度g′=          m/s2( 保留3位有效数字 )。则由上述方法可知,这名同学是通过观察v2-h图线是否过原点,以及判断               (用相关物理量的字母符号表示)在实验误差允许的范围内是否相等,来验证机械能是否守恒的。

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电子感应加速器的基本原理如图所示。在上、下两个电磁铁形成的异名磁极之间有一个环形真空室。图甲为侧视图,图乙为真空室的俯视图。电磁铁中通以交变电流,使两极间的磁场周期性变化,从而在真空室内产生感生电场,将电子从电子枪右端注入真空室,电子在感生电场的作用下被加速,同时在洛伦兹力的作用下,在真空室中沿逆时针方向(图乙中箭头方向)做圆周运动。由于感生电场的周期性变化使电子只能在某段时间内被加速,但由于电子的质量很小,故在极短时间内被加速的电子可在真空室内回旋数10万以至数百万次,并获得很高的能量。若磁场的磁感应强度B(图乙中垂直纸面向外为正)随时间变化的关系如图丙所示,不考虑电子质量的变化,则下列说法中正确的是

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A.电子在真空室中做匀速圆周运动

B.电子在运动时的加速度始终指向圆心

C.在丙图所示的第一个周期中,电子只能在0~满分5 manfen5.com内按图乙中逆时针方向做圆周运动且被加速

D.在丙图所示的第一个周期中,电子在0~满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com~T内均能按图乙中逆时针方向做圆周运动且被加速

 

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如图甲所示,一长木板在水平地面上运动,在某时刻(t=0)将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,己知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上。在物块放到木板上之后,木板运动的速度-时间图象可能是图乙中的

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把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。先使开关S与1端相连,电源向电容器充电;然后把开关S掷向2端,电容器放电。与电流传感器相连接的计算机所记录这一过程中电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示。下列关于这一过程的分析,正确的是

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A.在形成电流曲线1的过程中,电容器两极板间电压逐渐减小

B.在形成电流曲线2的过程中,电容器的电容逐渐减小

C.曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积

D.S接1端,只要时间足够长,电容器两极板间的电压就能大于电源电动势E

 

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 “神舟十号”飞船绕地球的运行可视为匀速圆周运动,其轨道高度距离地面约340km,则关于飞船的运行,下列说法中正确的是

A.飞船处于平衡状态

B.地球对飞船的万有引力提供飞船运行的向心力

C.飞船运行的速度大于第一宇宙速度

D.飞船运行的加速度大于地球表面的重力加速度

 

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