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(14分)如图,水平面内有一光滑金属导轨,其MN、PQ边的电阻不计,MP边的电阻...

(14分)如图,水平面内有一光滑金属导轨,其MN、PQ边的电阻不计,MP边的电阻阻值R=1.5ΩMNMP的夹角为135°,PQMP垂直,MP边长度小于1m。将质量m=2kg,电阻不计的足够长直导体棒搁在导轨上,并与MP平行。棒与MN、PQ交点G、H间的距离L=4m.空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。在外力作用下,棒由GH处以一定的初速度向左做直线运动,运动时回路中的电流强度始终与初始时的电流强度相等。

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(1)若初速度v1=3m/s,求棒在GH处所受的安培力大小FA

(2)若初速度v2=1.5m/s,求棒向左移动距离2m到达EF所需时间Δt

(3)在棒由GH处向左移动2m到达EF处的过程中,外力做功W=7J,求初速度v3

 

(1)(2)(3) 【解析】 试题分析:(1)导体棒切割磁感线产生感应电动势 感应电流 金属棒受到安培力 (2)运动过程电流始终不变,而电阻不变,即感应电动势不变。初始感应电动势 所以平均感应电动势 根据几何关系可得从GH到EF,线框面积变化量 代入计算可得运动时间 (3)根据几何关系可得 根据运动过程电流不变判断电动势不变,设末速度为,则有 可得 运动过程电流 电动势 运动时间 克服安培力做功 根据动能定理有 整理可得或(舍去) 考点:电磁感应  
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考点分析:
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(14分)如图,一对平行金属板水平放置,板间距为d,上极板始终接地。长度为d/2、质量均匀的绝缘杆,上端可绕上板中央的固定轴0在竖直平面内转动,下端固定一带正电的轻质小球,其电荷量为q。当两板间电压为U1时,杆静止在与竖直方向00′夹角满分5 manfen5.com=300的位置;若两金属板在竖直平面内同时绕O、O′顺时针旋转满分5 manfen5.com=150至图中虚线位置时,为使杆仍在原位置静止,需改变两板间电压。假定两板间始终为匀强电场。求:

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(1)绝缘杆所受的重力G;

(2)两板旋转后板间电压U2

(3)在求前后两种情况中带电小球的电势能W1与W2时,某同学认为由于在两板旋转过程中带电小球位置未变,电场力不做功,因此带电小球的电势能不变。你若认为该同学的结论正确,计算该电势能;你若认为该同学的结论错误,说明理由并求W1与W2。

 

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(12分)如图,水平地面上的矩形箱子内有一倾角为满分5 manfen5.com的固定斜面,斜面上放一质量为m的光滑球。静止时,箱子顶部与球接触但无压力。箱子由静止开始向右做匀加速运动,然后改做加速度大小为a的匀减速运动直至静止,经过的总路程为s,运动过程中的最大速度为v。

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(1)求箱子加速阶段的加速度大小a'。

(2)若a>g tan满分5 manfen5.com,求减速阶段球受到箱子左壁和顶部的作用力。

 

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(10分)如图,一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置,管内用水银将一段气体封闭在管中。当温度为280K时,被封闭的气柱长L=22cm,两边水银柱高度差h=16cm,大气压强满分5 manfen5.com=76cmHg。

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(1)为使左端水银面下降3cm,封闭气体温度应变为多少?

(2)封闭气体的温度重新回到280K后,为使封闭气柱长度变为20cm,需向开口端注入的水银柱长度为多少?

 

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(8分)某小组在做用单摆测重力加速度试验后,为进一步研究,将单摆的轻质细线改为刚性重杆。通过查资料得知,这样做成的复摆做简谐运动的周期满分5 manfen5.com,式中满分5 manfen5.com为由该摆决定的常量,m为摆的质量,g为重力加速度,r为转轴到重心C的距离。如图(a),实验时在杆上不同位置打上多个小孔,将其中一个小孔穿在光滑水平轴O上,使杆做简谐运动,测量并记录r和相应的运动周期T;然后将不同位置的孔穿在轴上重复实验,实验数据见表,并测得摆的质量m=0.05kg。

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(1)由实验数据得出图(b)所示的拟合直线,图中纵轴表示       

(2)满分5 manfen5.com的国际单位为       ,由拟合直线得到满分5 manfen5.com的值为    (保留到小数点后二位);

(3)若摆的质量测量值偏大,重力加速度g的测量值    (选填:偏大偏小不变

 

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(7分)在DIS测电源的电动势和内阻的实验中

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(1)将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电建及若干导线连接成电路如图(a)所示。图中未接导线的A端应接在      点(选填:BCDE)。

(2)实验得到的U-I关系如图(b)中的直线所示,则电池组的电动势为    V,内电阻阻值为      满分5 manfen5.com

(3).为了测量定值电阻的阻值,应在图(a)中将A端重新连接到      点(选填:BCDE),所得到的U-I关系如图(b)中的直线所示,则定值电阻阻值为      满分5 manfen5.com

 

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