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如图所示,两根金属杆AB和CD的长度均为L,电阻均为R,质量分别为3m和m(质量...

如图所示,两根金属杆AB和CD的长度均为L,电阻均为R,质量分别为3m和m(质量均匀分布),用两根等长的、质量和电阻均不计的、不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,悬跨在绝缘的、光滑的水平圆棒两侧,AB和CD处于水平。在金属杆AB的下方MN以下区域有水平匀强磁场,磁感强度的大小为B,方向与回路平面垂直,此时CD处于磁场中。现从静止开始释放金属杆AB,经过一段时间(AB、CD始终水平),在AB即将进入磁场的上边界时,其加速度为零,此时金属杆CD还处于磁场中,在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热为Q重力加速度为g,试求:

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(1)金属杆AB即将进入磁场上边界时的速度v1

(2)在此过程中金属杆CD移动的距离h和通过导线截面的电量q

(3)金属杆AB在磁场中运动时可能达到的最小速度v2

 

(1),(2),,(3) 【解析】 试题分析:(1)AB杆达到磁场边界时,加速度为零,系统所受合外力为零,设柔软导线此时的张力为T,此时回路中的电流为I,分析AB杆受力有3mg=2T,设此时CD杆所受安培力为F,则CD杆受力为2T=mg+F ,由、、,可得,将F=2mg代入解得:; (2)以AB、CD棒为系统分析在此过程中,在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热为Q,因CD与AB电阻相同,流过的电流相同,此过程中经历的时间相同,所以产生的焦耳热亦相同均为Q,故根据能量守恒定律可得,解得金属杆CD移动的距离,通过导线截面的电量为。 (3)AB杆与CD杆都在磁场中运动时,AB将做减速运动直到达到匀速,此时对AB杆有3mg=2T+BIL,对CD杆有2T′=mg+BIL,因,解得。 考点:本题考查了安培力、感应电动势、能量守恒定律等概念  
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考点分析:
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如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,水平轨道AB和斜面BC均光滑且绝缘,AB和BC的长度均为L,斜面BC与水平地面间的夹角θ=60°,有一质量为m、电量为+q的带电小球(可看成质点)被放在A点。已知在第一象限分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上,场强大小满分5 manfen5.com,磁场垂直纸面向外,磁感应强度大小为B;在第二象限分布着沿x轴正向的匀强电场,场强大小未知。现将放在A点的带电小球由静止释放,恰能到达C点,问

(1)分析说明小球在第一象限做什么运动;

(2)小球运动到B点的速度;

(3)第二象限内匀强电场的场强满分5 manfen5.com

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如图甲所示,质量为m=1 kg的物体置于倾角为θ=37°的固定斜面上(斜面足够长),对物体施加平行于斜面向上的恒力F,作用时间t1=1 s时撤去拉力,物体运动的部分v-t图象如图乙所示,最大静摩擦力等于滑动摩擦力(取g=10 m/s2,sin37=0.6cos37=0.8)试求:

(1)物体与斜面间的动摩擦因数和拉力F的大小;

(2)t=6 s时物体的速度,并在图乙上将t=6 s内物体运动的v-t图象补画完整,要求标明有关数据

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现用伏安法研究某电子器件RX(5V,2.25W)的伏安特性曲线,要求伏安特性曲线尽可能完整,备有下列器材:

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A.直流电源(6V,内阻不计);

B.电流表满分5 manfen5.com(满偏电流Ig =3mA,内阻Rg=10Ω);

C.电流表满分5 manfen5.com(0~0.6A,内阻未知);

D.滑动变阻器R1(0~20Ω,5A);

E.滑动变阻器R2(0~200Ω,1A);

F.定值电阻 R0(阻值1990Ω);

G.单刀开关一个与导线若干;

(1)根据题目提供的实验器材,请你在方框中设计出测量电子器件RX伏安特性曲线的电路原理图(RX可用电阻符号满分5 manfen5.com表示)。

(2)在实验中,为了操作方便且伏安特性曲线尽可能完整,滑动变阻器应选用     。(填写器材前面字母序号)

(3)上述电子器件RX的伏安特性曲线如图甲,将它和滑动变阻器R3串联接入如图乙所示的另一电源构成的电路中。调节滑动变阻器R3使电源输出功率最大,已知该电源的电动势E=6.0V,电源的内阻r=15Ω,滑动变阻器R3阻值范围0~20Ω,则此时R3接入电路的阻值为_                Ω。

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某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率,进行了如下实验:

①用天平测出电动小车的质量为0.4kg;

②将电动小车、纸带和打点计时器按如图1所示安装;

③接通打点计时器(其打点周期为0.02s);

④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源待小车静止时再关闭打点计时器(设在整个过程中小车所受的阻力恒定)

在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的点迹如图2甲、乙所示,图中O点是打点计时器打的第一个点

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请你分析纸带数据,回答下列问题:(结果保留三位有效数字)

(1)该电动小车运动的最大速度为______m/s;

(2)该电动小车运动过程中所受的阻力大小为______N;

(3)该电动小车的额定功率为______W

 

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如图所示,倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行。t=0时,将质量m=1kg的物体(可视为质点)轻放在传送带上,物体相对地面的v-t图象如图所示。设沿传送带向下为正方向,取重力加速度g=10m/s2。则( 

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A.传送带的速率v0=10m/s

B.传送带的倾角θ=30°

C.物体与传送带之间的动摩擦因数µ=0.5

D.0~2.0s摩擦力对物体做功Wf= –24J

 

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