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如图所示,宽为L=2m、足够长的金属导轨MN和M’N’放在倾角为θ=30°的斜面...

如图所示,宽为L=2m、足够长的金属导轨MN和M’N’放在倾角为θ=30°的斜面上,在N和N’之间连有一个阻值为R=1.2Ω的电阻,在导轨上AA’处放置一根与导轨垂直、质量为m=0.8kg、电阻为r=0.4Ω的金属滑杆,导轨的电阻不计。用轻绳通过定滑轮将电动小车与滑杆的中点相连,绳与滑杆的连线平行于斜面,开始时小车位于滑轮的正下方水平面上的P处(小车可视为质点),滑轮离小车的高度H=4.0m。在导轨的NN’和OO’所围的区域存在一个磁感应强度B=1.0T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场,此区域内滑杆和导轨间的动摩擦因数为μ=满分5 manfen5.com,此区域外导轨是光滑的。电动小车沿PS方向以v=1.0m/s的速度匀速前进时,滑杆经d=1m的位移由AA’滑到OO’位置。(g取10m/s2)求:

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(1)请问滑杆AA’滑到OO’位置时的速度是多大?

(2)若滑杆滑到OO’位置时细绳中拉力为10.1N,滑杆通过OO’位置时的加速度?

(3)若滑杆运动到OO’位置时绳子突然断了,则从断绳到滑杆回到AA’位置过程中,电阻R上产生的热量Q为多少?(设导轨足够长,滑杆滑回到AA’时恰好做匀速直线运动。)

 

(1)0.6m/s;(2)2m/s2;(3)0.81J. 【解析】 试题分析:(1)滑杆运动到OO’位置时,小车通过S点时的速度为v=1.0m/s, 设系绳与水平面的夹角为α,则滑杆-H=d,故sinα=,α=53° (4分) 此时向上的速度即绳端沿绳长方向的速度: v1=0.6m/s. (2分) (2)滑杆运动到OO’位置产生感应电动势E=BLv1,产生感应电流I= 受到的安培力F安=BIL=. 代入数据,可得F安=1.5N。(2分) 滑杆通过OO’位置时所受摩擦力f=μmgcosθ=×0.8×10×N=3N。(2分) 由F-mgsinθ-f- F安=ma,解得加速度a=2m/s2。(2分) (3)设滑杆返回运动到AA'位置后做匀速运动的速度为v2,有:mgsinθ=μmgcosθ+ (2分) 带入数据,可得v2=0.4m/s (2分) 由功能关系:Q=m(v12-v22)+ mgdsinθ-μmgcosθ 带入数据,可得Q=1.08J 所以,由串联电路特点可得QR=0.81J. (2分) 考点:法拉第电磁感应定律、能量守恒定律 【名师点睛】本题主要考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、电流定义、绳端速度分解、安培力、摩擦力、牛顿运动定律等知识点,意在考查考生综合应用知识分析相关问题的的能力。由速度分解求出金属棒通过CC′时的速度大小v,此时感应电动势为E=BLv,感应电流为I=,金属杆受到的安培力大小为BIL,根据牛顿第二定律求解外力F的大小;对金属棒运用动能定理求得克服安培力做功,即等于金属棒放出的热量Q.  
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考点分析:
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素有“陆地冲浪”之称的滑板运动已深受广大青少年喜爱.如图所示是由足够长的斜直轨道,半径R1=2 m的凹形圆弧轨道和半径R2=3.6 m的凸形圆弧轨道三部分组成的模拟滑板组合轨道.这三部分轨道依次平滑连接,且处于同一竖直平面内.其中M点为凹形圆弧轨道的最低点,N点为凸形圆弧轨道的最高点,凸形圆弧轨道的圆心O与M点在同一水平面上.一可视为质点,质量为m=1 kg的滑板从斜直轨道上的P点无初速度滑下,经M点滑向N点,P点距水平面的高度h=3.2 m,不计一切阻力,g取10 m/s2.求:

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1滑板滑至M点时的速度;

2滑板滑至M点时,轨道对滑板的支持力;

3若滑板滑至N点时对轨道恰好无压力,则滑板的下滑点P距水平面的高度.

 

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1用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量:

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①旋动部件________,使指针对准电流的“0”刻线。

②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。

③将插入“+”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件

________________________________________________________________________。

使指针对准电阻的________填“0刻线”或“∞刻线”

④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的待测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤。并按________的顺序进行操作,再完成读数测量。

A.将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置

B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置

C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接

D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准

2如图所示,为多用电表的表盘,测电阻时,若用的是“×100”挡,这时指针所示被测电阻的阻值应为________Ω;测直流电流时,用的是100mA的量程,指针所示电流值为________mA;测直流电压时,用的是50V量程,则指针所示的电压值为________V

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如图所示的装置可用来验证机械能守恒定律.摆锤A拴在长L的轻绳一端,另一端固定在O点,在A上放 一个小铁片,现将摆锤拉起,使绳偏离竖直方向成θ角时静止开始释放摆锤,当其到达最低位置时,受到竖直挡板P阻挡而停止运动,之后铁片将飞离摆锤而做平抛运动.

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1为了验证摆锤在运动中机械能守恒,必须求出摆锤在最低点的速度.为了求出这一速度,实验中还应该测得的物理量是______________________.

2根据测得的物理量表示摆锤在最低点的速度v=________.

3根据已知的和测量的物理量,写出摆锤在运动中机械能守恒的关系式为________.

 

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如图所示,水平杆固定在竖直杆上,两者互相垂直,水平杆上0、A两点连接有两轻绳,两绳的另一端都系在质量为m的小球上,OA=OB=AB,现通过转动竖直杆,使水平杆在水平面内做匀速圆周运动,三角形OAB始终在竖直平面内,若转动过程OA、AB两绳始终处于拉直状态,则下列说法正确的是(    )

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A.OB绳的拉力范围为0~满分5 manfen5.com

B.OB绳的拉力范围为满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com

C.AB绳的拉力范围为0~满分5 manfen5.com

D.AB绳的拉力范围为0~满分5 manfen5.com

 

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如图所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com(均可视为点电荷),三球沿一条直线摆放,仅在它们之间的静电力作用下处于静止状态,则以下判断正确的是

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A.满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com的静电力一定是引力  B.满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com的静电力可能是斥力

C.满分5 manfen5.com的电荷量可能比满分5 manfen5.com的少    D.满分5 manfen5.com的电荷量一定比满分5 manfen5.com的多

 

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