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如图所示,两条间距l=1 m的光滑金属导轨制成倾角37°的斜面和水平面,上端用阻...

如图所示,两条间距l1 m的光滑金属导轨制成倾角37°的斜面和水平面,上端用阻值为R4 Ω的电阻连接.在斜面导轨区域和水平导轨区域内分别有垂直于斜面和水平面的匀强磁场B1B2,且B1B20.5 Tabcd是质量均为m0.1 kg,电阻均为r4 Ω的两根金属棒,ab置于斜面导轨上,cd置于水平导轨上,均与导轨垂直且接触良好.已知t0时刻起,cd棒在外力作用下开始水平向右运动(cd棒始终在水平导轨上运动)ab棒受到F0.60.2t(N)沿斜面向上的力作用,处于静止状态.不计导轨的电阻.

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(1)求流过ab棒的电流Iab随时间t变化的函数关系;

(2)分析并说明cd棒在磁场B2中做何种运动;

(3)t0时刻起,1 s内通过cd棒的电荷量q为多少?

(4)t0时刻起,1.2 s内作用在cd棒上外力做功为W16 J,则这段时间内电阻R上产生的焦耳热QR多大?

 

(1)0.4tA (2)v=9.6t m/s的匀加速直线运动 (3)0.4 C (4)1.56 J 【解析】(1)ab棒平衡,则F+F安=mgsin 37° 又因F安=B1Iabl 代入数据得Iab=0.4t A. (2)cd棒上的电流Icd=2Iab=0.8t A① 电源电动势E=IcdR总② cd棒切割磁感线,产生的感应电动势为E=B2lv③ 联立①②③得,cd棒的速度v=9. 6t m/s 所以,cd棒做初速度为零的匀加速直线运动. (3)cd棒的加速度为a=9.6 m/s2 1 s内的位移为x=at2=×9.6×12 m=4.8 m 根据=== 得q=t==C=0.4 C. (4)t=1.2 s时,cd棒的速度v=at=11.52 m/s 根据动能定理:W-W安=mv2-0 得1.2 s内克服安培力做功W安=9.36 J 回路中产生的焦耳热Q=W安=9.36 J 电阻R上产生的焦耳热QR=Q/6=1.56 J.  
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有一个冰上木箱的游戏节目,规则是:选手们从起点开始用力推箱一段时间后,放手让箱向前滑动,若箱最后停在桌上有效区域内,视为成功;若箱最后未停在桌上有效区域内就视为失败.其简化模型如图所示,AC是长度为L17 m的水平冰面,选手们可将木箱放在A点,从A点开始用一恒定不变的水平推力推箱,BC为有效区域.已知BC长度L21 m,木箱的质量m50 kg,木箱与冰面间的动摩擦因数μ0.1.某选手作用在木箱上的水平推力F200 N,木箱沿AC做直线运动,若木箱可视为质点,g10 m/s2.那么该选手要想游戏获得成功,试求:

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(1)推力作用在木箱上时的加速度大小;

(2)推力作用在木箱上的时间满足什么条件?

 

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某同学对有故障的电热毯进行探究.如图甲是电热毯的电路示意图,其中电热线和导线通过金属接线片连接.如图乙为测试电路实物图,AB为测试表笔,电压表内阻很大,可视为理想电表.

(1)请在下面画出与图乙对应的电路图.

(2)断开K1,用上述测试电路在11′之间检测得知电热线无故障,然后测得电热线的UI曲线如图丙所示.已知电热线材料的电阻率为2.8×107 Ω·m,电热线的直径为0.200 mm.可求得此电热线的电阻为________kΩ,总长度为________m(结果均保留两位有效数字)

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(3)为了进一步检查故障,该同学闭合开关K1K2,用表笔AB分别对如图中甲所示的各点进行测试,部分测试结果如下表所示.由此测试结果可判断出电路有断路,位置在________之间(“12”“1′2′”“23”“2′3′”中选填一项).

测试点

33′

11′

13

12′

2′3′

电表指针有无偏转

电压表

电流表

 

 

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实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联.测量实际电流满分5 manfen5.com内阻r1的电路如图甲所示.供选择的仪器如下:

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待测电流表满分5 manfen5.com(量程为5 mA,内阻约300 Ω)

电流满分5 manfen5.com(量程为10 mA,内阻约100 Ω)

定值电阻R1(阻值为300 Ω)

定值电阻R2(阻值为10 Ω)

滑动变阻器R3(最大阻值为1000 Ω)

滑动变阻器R4(最大阻值为20 Ω)

干电池(电动势为1.5 V)

开关S及导线若干.

(1)定值电阻应选________,滑动变阻器应选________(在空格内填写序号)

(2)用连线连接实物图乙.

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(3)补全实验步骤:

按电路图连接电路,将滑动变阻器的滑片移至最________(”)端;

闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,记录满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com的示数I1I2

多次移动滑片,记录相应的满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com示数I1I2

I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图丙所示.

(4)根据I2I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式________

 

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某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系.

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(1)下列做法正确的是________(填字母代号)

A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上

C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源

D.通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度

(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量.(选填远大于”“远小于近似等于”)

(3)甲、乙两同学在同一实验室,各取一套图示的装置放在水平桌面上,木块上均不放砝码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到图中甲、乙两条直线.设甲、乙用的木块质量分别为mm,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μμ,由图可知,m________mμ________μ乙.(选填大于”“小于等于”)

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某同学为了较精确地测量一节干电池的电动势和内电阻,在实验室准备了下列器材:

A.待测干电池E一节

B.电流表满分5 manfen5.com(满偏电流3.0 mA,内阻为100 Ω)

C.电流表满分5 manfen5.com(量程00.6 A,内阻约为1 Ω)

D.滑动变阻器R1(010 Ω,额定电流为2 A)

E.滑动变阻器R2(01 kΩ,额定电流为1 A)

F.定值电阻R0(阻值为900 Ω)

G.开关一个,导线若干

该同学设计了如图甲所示的电路图.

(1)为了能比较精确地进行测量,同时还要考虑操作的方便,实验中滑动变阻器应选__________(填写序号字母)

(2)根据电路图,该同学将实物连接起来,组成了图乙所示的完整电路,但有两根导线连接错误,请你帮助该同学改正(在连接错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连接)

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(3)如图丙所示,是该同学根据正确的实验操作得到两电流表的多组示数而作出的图线.由图可知,被测干电池的电动势为________ V,内电阻为________ Ω.(保留3位有效数字)

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