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如图所示,两条平行的金属导轨相距L=1 m,金属导轨的倾斜部分与水平方向的夹角为...

如图所示,两条平行的金属导轨相距L=1 m,金属导轨的倾斜部分与水平方向的夹角为37°,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中.金属棒MN和PQ的质量均为m=0.2 kg,电阻分别为RMN=1 Ω和RPQ=2 Ω.MN置于水平导轨上,与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.5,PQ置于光滑的倾斜导轨上,两根金属棒均与导轨垂直且接触良好.从t=0时刻起,MN棒在水平外力F1的作用下由静止开始以a=1 m/s2的加速度向右做匀加速直线运动,PQ则在平行于斜面方向的力F2作用下保持静止状态.t=3 s时,PQ棒消耗的电功率为8 W,不计导轨的电阻,水平导轨足够长,MN始终在水平导轨上运动.求:

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(1)磁感应强度B的大小;

(2)0~3 s时间内通过MN棒的电荷量;

(3)求t=6 s时F2的大小和方向;

(4)若改变F1的作用规律,使MN棒的运动速度v与位移x满足关系:v=0.4x,PQ棒仍然静止在倾斜轨道上.求MN棒从静止开始到x=5 m的过程中,系统产生的焦耳量.

 

(1)2 T (2)3 C (3)-5.2 N(负号说明力的方向沿斜面向下) (4) J. 【解析】 试题分析:(1)当t=3 s时,设MN的速度为v1,则 v1=at=3 m/s E1=BLv1(1分) E1=I(RMN+RPQ) P=I2RPQ 代入数据得:B=2 T. (1分) (2)=(1分) q=Δt= 代入数据可得:q=3 C(1分) (3)当t=6 s时,设MN的速度为v2,则 v2=at=6 m/s E2=BLv2=12 V I2==4 A(1分) F安=BI2L=8 N(1分) 规定沿斜面向上为正方向,对PQ进行受力分析可得: F2+F安cos 37°=mgsin 37°(1分) 代入数据:F2=-5.2 N(负号说明力的方向沿斜面向下) (1分) (4)MN棒做变加速直线运动,当x=5 m时,v=0.4x=0.4×5 m/s=2 m/s(1分) 因为速度v与位移x成正比,所以电流I、安培力也与位移x成正比,(1分) 安培力做功W安=-BL··x=- J(1分) Q=-W安= J. (1分) 考点:电磁感应现象,能量守恒定律 【名师点睛】导体棒切割磁感线,产生的感应电动势,且电流的方向根据右手定则或楞次定律求出,这时运动的导体棒相当于电源,回路是的电流强度,这时导体棒受到的安培力,方向根据左手定则判断。在运动过程中,克服安培力做的功等于整个回路产生的焦耳热。  
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考点分析:
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如图所示,等腰直角三角形ACD的直角边长为2a,P为AC边的中点,Q为CD边上的一点,DQ=a.在△ACD区域内,既有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,又有电场强度大小为E的匀强电场,一带正电的粒子自P点沿平行于AD的直线通过△ACD区域,不计粒子的重力.

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(1)求电场强度的方向和粒子进入场区的速度大小v0

(2)若仅撤去电场,粒子仍以原速度自P点射入磁场,从Q点射出磁场,求粒子的比荷;

 

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用图所示的电路测定一种特殊电池的电动势和内阻,它的电动势E约为8 V,内阻r约为30 Ω,已知该电池允许输出的最大电流为40 mA。为防止调节滑动变阻器时造成短路,电路中用了一个定值电阻充当保护电阻,除待测电池外,可供使用的实验器材还有:

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A.电流表A(量程为0.05 A、内阻约为0.2 Ω)

B.电压表V(量程为6 V、内阻为20 kΩ)

C.定值电阻R1(阻值为100 Ω、额定功率为1 W)

D.定值电阻R2(阻值为200 Ω、额定功率为1 W)

E.滑动变阻器R3(阻值范围为0~10 Ω、额定电流为2 A)

F.滑动变阻器R4(阻值范围为0~750 Ω、额定电流为1 A)

G.导线和单刀单掷开关若干

(1)为了电路安全及便于操作,定值电阻应该选________;滑动变阻器应该选________。

(填写器材名称)

(2)接入符合要求的用电器后,闭合开关S,调滑动变阻器的阻值,读取电压表和电流表的示数。取得多组数据,作出了如图所示的图线。根据图线得出该电池的电动势E为________V,内阻r为________Ω。(结果保留两位有效数字)

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(3)若所给的电压表已被损坏,其他器材均可使用。重新选择器材,设计电路测定该电池的电动势和内阻。请在虚线框中画出设计的电路图并在上面标明选定器材的名称。

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在长度测量时,该螺旋测微器读数为__________mm,游标卡尺读数为__________cm

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如图所示,S处有一电子源,可向纸面内任意方向发射电子,平板MO垂直于纸面,在纸面内的长度L=4.55cm,OS间的距离d=4.55cm,MO的延长线ONSO直线的夹角为θ,板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=2.0×10-4T,电子质量m=9.1×10-31kg,电量e=-1.6×10-19C,不计电子重力。电子源发射速度v=1.6×106m/s的一个电子,该电子打在板上可能位置的区域的长度为l,则(      )

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A.θ=90°时,l=4.55cm

Bθ=60°时,满分5 manfen5.comcm

C.θ=45°时,l=9.1cm

D.θ=30°时,l=4.55cm

 

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如图所示,间距为L的金属导轨竖直平行放置,空间有垂直于导轨所在平面向里、大小为B的匀强磁场.在导轨上端接一电容为C的电容器,一质量为m的金属棒ab与导轨始终保持良好接触,由静止开始释放,释放时ab 距地面高度为h,(重力加速度为g,一切摩擦及电阻均不计)在金属棒下滑至地面的过程中,下列说法正确的是(    )

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A.若h足够大,金属棒最终匀速下落

B.金属棒运动到地面时,电容器储存的电势能为mgh

C.金属棒做匀加速运动,加速度为满分5 manfen5.com

D.金属棒运动到地面时,电容器储存的电势能为满分5 manfen5.com

 

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