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如图(甲),MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定,M、...

如图(甲),MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定,M、P之间接电阻箱R,电阻箱的阻值范围为0~4Ω,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B = 0.5T。质量为m的金属杆a b水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆a b,测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R,得到vm与R的关系如图(乙)所示。已知轨距为L = 2m,重力加速度g=l0m/s2,轨道足够长且电阻不计。

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(1)当R =0时,求杆a b匀速下滑过程中产生感生电动势E的大小及杆中的电流方向;

(2)求金属杆的质量m和阻值r;

(3)求金属杆匀速下滑时电阻箱消耗电功率的最大值Pm

 

(1)2V ;电流方向从b→a(2)0.2kg;2Ω (3)4W. 【解析】 试题分析:(1)由图可知,当R=0时,杆最终以v=2m/s匀速运动,产生电动势E=BLv=0.5×2×2V=2V由右手定则判断可知杆中电流方向从b→a (2)设杆运动的最大速度为v,杆切割磁感线产生的感应电动势 E=BLv 由闭合电路的欧姆定律得: 杆达到最大速度时满足 mgsinθ-BIL=0 联立解得: 由图象可知:斜率为,纵截距为v0=2m/s, 得到:; 解得:m=0.2kg,r=2Ω (3)金属杆匀速下滑时电流恒定,则有 mgsinθ-BIL=0 得 电阻箱消耗电功率的最大值Pm=I2Rm=4W 考点:法拉第电磁感应定律;电功率.  
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考点分析:
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某研究性学习小组利用气垫导轨进行验证机械能守恒定律实验,实验装置如图甲所示。将气垫导轨水平放置,在气垫导轨上相隔一定距离的两点处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定有遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电平,两光电传感器再通过一个或门电路与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电平随时间变化的图象。

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(1)实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,则图乙中的Δt1、Δt2间满足            ______关系,则说明气垫导轨已经水平。

(2)用细线通过气垫导轨左端的定滑轮将滑块P与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由如图甲所示位置释放,通过计算机得到的图像如图乙所示,若Δt1、Δt2和d已知,要验证机械能是否守恒,还应测出                      (写出物理量的名称及符号)。

(3)若上述物理量间满足关系式                ,则表明在滑块和砝码的运动过程中,系统的机械能守恒。

 

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某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势 (电动势E大约在9V左右,内阻r约为50Ω),已知该电池 允许输出的最大电流为l50mA.该同学利用如图(a)所示的电路进行实验,图中电压表的内阻约为2KΩ,R为电阻箱.阻值范围0~9999Ω,R0是定值电阻,起保护电路的作用.

1.实验室备有的定值电阻尺。有以下几种规格:

A.2Ω    B.20Ω     C.200Ω  D.2000Ω,

本实验应选           (填入相应的字母)作为保护电阻.

2.在图(b)的实物图中,已正确地连接了部分电路,请完成余下电路的连接.

3.该同学完成电路的连接后,闭合开关s,调节电阻箱的阻值;读取电压表的示数,其中电压表的某一次偏转如图(c)所示,其读数为_______

4.改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图(d)所示的图线,则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为_______V,内阻r为_____Ω.(结果保留两位有效数字)

5.用该电路测电动势与内阻,测量和真实值的关系E     E,r     r(填“大于”、“小于”或“等于”) 满分5 manfen5.com

 

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实验室新进了一批多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线和学生电源等电学元件。在某次课外小组活动中王大明和李小东分别做了如下实验:

王大明用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测某电阻阻值,根据如图所示的表盘,被测电阻阻值是_______Ω.若将该表选择旋钮置于1 mA挡测电流,表盘仍如图所示,则被测电流为__ ____mA.

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图甲为20分度游标卡尺的部分示意图,其读数为     mm;图乙为螺旋测微器的示意图,其读数为      mm。

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如图所示,真空中xOy 平面内有一束宽度为d 的带正电粒子束沿x 轴正方向运动,所有粒子为同种粒子,速度大小相等,在第一象限内有一方向垂直xOy 平面的有界匀强磁场区(图中未画出),所有带电粒子通过磁场偏转后都会聚于x 轴上的a 点.下列说法中正确的是

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A.磁场方向一定是垂直xOy 平面向里

B.所有粒子通过磁场区的时间相同

C.所有粒子在磁场区运动的半径相等

D.磁场区边界可能是圆,也可能是其他曲线

 

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