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如图所示,平行导轨倾斜放置,倾角θ=370,匀强磁场的方向垂直于导轨平面向上,磁...

如图所示,平行导轨倾斜放置,倾角θ=370,匀强磁场的方向垂直于导轨平面向上,磁感应强度B=4T,质量为m=2kg的金属棒ab垂直放在导轨上,ab与导轨平面间的动摩擦因数μ=0.25。ab的电阻r=1Ω,平行导轨间的距离L=1m, R1=R2=18Ω,导轨电阻不计,ab由静止开始下滑运动x=3.5m后达到匀速。sin370=0.6,cos370=0.8。求:

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(1)ab在导轨上匀速下滑的速度多大?

(2)ab匀速下滑时ab两端的电压为多少?

(3)ab由静止到匀速过程中电阻R1产生的焦耳热Q1为多少?

 

(1);(2);(3)。 【解析】 试题分析:ab由静止开始下滑,速度不断增大,对ab受力分析如图所示, 由牛顿第二定律可知,ab做加速度减小的加速运动,当加速度减小到零时,速度增加到最大,此后以最大速度做匀速运动。 故ab在导轨上匀速下滑时 ① 等效电路如图所示, 外电路电阻 ② 电路中总电阻 ③ 由闭合电路的欧姆定律和法拉第电磁感应定律可知: 电路中的电流 ④ 此时的感应电动势 ⑤ 由①③④⑤解得:ab在导轨上匀速下滑的速度 ⑥ (2)将⑥代入⑤的得感应电动势 ⑦ 将⑦代入④得电路中的电流 ⑧ ab两端的电压为路端电压: ⑨ (3)由于ab下滑过程速度不断变化,感应电动势和电流不恒定,故不能用焦耳定律求焦耳热。 根据能量守恒定律,ab减少的重力势能等于ab增加的动能、克服摩擦力做功产生的内能与电路中总的焦耳热之和,即 ⑩ 展开得 ⑪ 解得电路中总的焦耳热 ⑫ 由焦耳定律可知相同的时间内通过的电流相等焦耳热与电阻成正比: ⑬ 外电路产生的焦耳热 ⑭ 外电路中,故,且,解得 ⑮ 考点:电磁感应现象的综合应用  
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考点分析:
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中央电视台近期推出了一个游戏节目——推矿泉水瓶.选手们从起点开始用力推瓶一段时间后,放手让瓶向前滑动,若瓶最后停在桌上有效区域内,视为成功;若瓶最后不停在有效区域内或在滑行过程中倒下均视为失败。其简化模型如图所示,AC是长度为L1=5m的水平桌面,选手们可将瓶子放在A点,从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶,BC为有效区域。已知BC长度为L2=2m,瓶子质量为m=0.5kg,瓶子与桌面间的动摩擦因数μ=0.4。某选手作用在瓶子上的水平推力F=20N,瓶子沿AC做直线运动, g=10m/s2。假设瓶子可视为质点,那么该选手要想游戏获得成功,试问:

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(1)推力作用在瓶子上时所做的功最大不得超过多少?

(2)推力作用在瓶子上的距离最小为多少?

 

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甲同学设计了如图所示的电路测量电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有:

待测电源E(不计内阻)   待测电阻R1              待测电阻R2

电压表V(量程为1.5V,内阻很大)             电阻箱R(0~99.99Ω)

单刀单掷开关S1         单刀双掷开关S2          导线若干

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(1)先测电阻R1的阻值请将甲同学的操作补充完整:闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数R和对应的电压表示数U1,保持电阻箱示数不变,________________,读出电压表的示数U2。则电阻R1的表达式为Rl=________________

(2)甲同学已经测得电阻R1=4.8Ω,继续测量电源电动势E和电阻R2的阻值。该同学的做法是:闭合S1,将S2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图所示的满分5 manfen5.com图线,则电源电动势E=________________V,,电阻R2=________________Ω。(结果保留小数点后两位)

(3)请用笔画线,将实物图连接好

 

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如图所示,一个量程为250V,内阻为1MΩ的电压表,串联一个电阻R后,接到U=220V的电源上,这时电压表的读数是50V,该电阻R的阻值和串联电阻R后该电压表量程扩大到的倍数为( 

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A.34KΩ,4.4倍    B.3.4MΩ,4.4倍

C.2.4MΩ,4.4倍    D.34KΩ,44倍

 

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如图所示为两个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向里和垂直纸面向外,磁场宽度均为L,距磁场区域的左侧L处,有一边长为L的正方形导体线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直,线框一边平行于磁场边界,现用外力F使线框以图示方向的速度v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定沿逆时针方向的电动势E为正,磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ为正,外力F向右为正。则以下关于线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化的图象中正确的是(     

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如图所示,直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场,比荷相同的两个粒子沿AB方向射入磁场,分别从AC边上的P、Q两点射出,则(     

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A.从P射出的粒子速度大

B.从Q射出的粒子速度大

C.从P射出的粒子,在磁场中运动的时间长

D.两粒子在磁场中运动的时间一样长

 

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