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(12分)如图所示,足够长的光滑金属导轨与水平面的夹角为θ,两导轨间距为L,在导...

(12分)如图所示,足够长的光滑金属导轨与水平面的夹角为θ,两导轨间距为L,在导轨上端接入电源和滑动变阻器,电源电动势为E,内阻为r.一质量为m的导体棒ab与两导轨垂直并接触良好,整个装置处于磁感应强度为B,垂直于斜面向上的匀强磁场中,导轨与导体棒的电阻不计.

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(1)若要使导体棒ab静止于导轨上,求滑动变阻器的阻值应取何值;

(2)若将滑动变阻器的阻值取为零,由静止释放导体棒ab,求释放瞬间导体棒ab的加速度;

(3)求第(2)问所示情况中导体棒ab所能达到的最大速度的大小.

 

(1)(2)(3) 【解析】 试题分析: (1)若要使导体棒ab静止于导轨上,导体棒在沿斜面方向的受力满足:mgsinθ=F安,其中F安=BIL, 设导体棒ab静止时变阻器的阻值为R,由闭合电路欧姆定律有:,解. (2)当变阻器的阻值为零时,安培力大于使导体棒ab静止时的安培力,因此,由静止开始释放的瞬间,导体棒的加速度方向沿斜面向上.由牛顿第二定律:F安﹣mgsinθ=ma,其中F安=BIL,由闭合电路欧姆定律:,解得释放瞬间导体棒ab的加速度. (3)当重力下滑分力与安培力相等时,导体棒ab达到最大速度vm, 即当mgsinθ=BIL时,达到最大速度.此时导体棒中由于切割产生的E=BLvm, 由闭合电路欧姆定律,此时回路中的电流.解得. 考点:牛顿第二定律;物体的平衡;安培力  
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考点分析:
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(9分)音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机.下图是某音圈电机的原理示意图,它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成,线圈边长为L,匝数为n,磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下,大小为B,区域外的磁场忽略不计.线圈左边始终在磁场外,右边始终在磁场内,前后两边在磁场内的长度始终相等.某时刻线圈中电流从P流向Q,大小为I.求此时线圈所受安培力的大小和方向。

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某同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。(要求尽量减小实验误差)

所提供的器材除待测电池还有:

代号

A

电流表(A1 量程0 - 0.6A,内阻约0.125Ω

B

电流表(A2 量程0 - 3A,内阻约0.025Ω

C

电压表(V1 量程0 - 3V,内阻约3kΩ

D

电压表(V2 量程0 - 15V,内阻约15kΩ

E

滑动变阻器(R 1)总阻值约50Ω

F

滑动变阻器(R 2)总阻值约1500Ω

G

导线若干,电键K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

该同学选择仪器,设计电路并进行实验,通过实验得到如下数据:

序号

1

2

3

4

5

6

电压U(V)

1.45

1.40

1.30

1.25

1.20

1.10

电流满分5 manfen5.com( A )

0.060

0.120

0.240

0.260

0.360

0.480

 

 

 

 

(1)请你推测该同学选择的器材是:电流表为       ,电压表为       ,滑动变阻器为       (以上均填写器材代号)。

(2)请你推测该同学应该选择的实验电路是图1中的      (选项“甲”或“乙”)。

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(3)该同学已将其中记录的5组数据的对应点标在图2的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出 U-I 图线。根据图中所画图线可得出干电池的电动势E =       V,内电阻r =      Ω(保留到小数点后两位数字)

(4)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U以及干电池的输出功率P都会发生变化,图3的各示意图中正确反映P-U关系的是        

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某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ时,为得到该圆柱体的长度及横截面积,做法如下:用游标为20分度的卡尺测量其长度如图,由图可知其长度为       mm;用螺旋测微器测量其直径如右上图,由图可知其直径为       mm;

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如图所示,空间有一垂直于纸面的磁感应强度为0.5 T的匀强磁场,一质量为0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端无初速度放置一质量为0.1 kg、电荷量q=+0.2 C的滑块,滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.t=0时对木板施加方向水平向左,大小为0.6 N的恒力F,g取10 m/s2,则(  )

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A.木板和滑块一直做加速度为2 m/s2的匀加速运动

B.滑块开始做加速度减小的变加速运动,最后做速度为10 m/s的匀速运动

C.木板先做加速度为2 m/s2的匀加速运动,再做加速度增大的运动,最后做加速度为3 m/s2的匀加速运动

D.t=3 s后滑块和木板有相对运动

 

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如图所示,一个宽度为L的有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里。用粗细均匀的导线制成一边长也为L的正方形闭合线框,现将闭合线框从图示位置垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域,(取逆时针方向的电流为电流的正方向).下图中能正确反映该过程ab两点电势差和流过线框的电流随时间变化的图象是(   )

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