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如图所示,一个“U”形金属导轨靠绝缘的墙壁水平放置,导轨长L=1.4m,宽d=0...

如图所示,一个“U”形金属导轨靠绝缘的墙壁水平放置,导轨长L=1.4m,宽d=0.2m。一对长L1=0.4m的等宽金属导轨靠墙倾斜放置,与水平导轨成角平滑连接,角可在0~60°调后固定。水平导轨的左端长L2=0.4m的平面区域内有匀强磁场,方向水平向左,磁感应强度大小B0=2T。水平导轨的右端长L3=0.5m的区域有竖直向下的匀强磁场B,磁感应强度大小随时间以满分5 manfen5.com均匀变大。一根质量m=0.04kg的金属杆MN从斜轨的最上端静止释放,金属杆与斜轨间的动摩擦因µ1=0.125,与水平导轨间的动摩擦因µ2=0.5。金属杆电阻R=0.08Ω,导轨电阻不计。

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(1)求金属杆MN上的电流大小,并判断方向;

(2)金属杆MN从斜轨滑下后停在水平导轨上,求角多大时金属杆所停位置与墙面的距离最大,并求此最大距离xm

 

(1),NM;(2) 【解析】 试题分析:(1)由电磁感应定律 由欧姆定律得 MN棒上的电流大小 MN棒上的电流方向:NM (2)设导体棒滑出水平磁场后继续滑行x后停下,由动能定理得 代入数据得, 当时,x最大 考点:法拉第电磁感应定律、动能定理 【名师点睛】本题考查法拉第电磁感应定律和动能定理,首先根据法拉第电磁感应定律求出电动势,然后根据欧姆定律求出电流的大小,最后根据动能定理求出滑行的距离。  
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考点分析:
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地球表面的大气中存在垂直地面向下的匀强电场,称为大气电场。在开阔的旷野上,天气晴好时大气电场的场强大小约为100V/m,雷电天气时甚至可以达到2×104 V/m。科学家设计了测量大气电场的仪器,其原理如图所示。一块长方形金属平板M平行地面放置,板长L=1.0m,宽D=0.5m,金属板通过灵敏电流表与大地连接,如图(a)所示。由于大气电场E的存在,金属板M上感应出均匀分布的负电荷,单位面积电荷量为满分5 manfen5.com,其中静电力常量

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另一块形状相同的接地金属板N可以左右平移,N板平移到M板正上方时,M板被完全屏蔽,其上的电荷全部流入大地。当M板的部分面积被屏蔽时,被屏蔽部分所带的电荷将流入大地, 如图(b)所示。灵敏电流表测得从M板流到大地的电流即可算出大气电场的场强大小

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(1)大气电场的场强为100V/m时,求距地面2.0m高处的电势(取地面电势为零)

(2)若N板匀速向左平移,速度大小v=1.0m/s,N板屏蔽M板过程中灵敏电流表读数为1.0×10-8A,求此时大气电场的场强大小;

(3)试分析人在大气电场中为什么不会触电。

 

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飞机在水平跑道上加速滑行时受到机身重力mg、竖直向上的机翼升力F、发动机推力F、空气阻力F、地面支持力FN和轮胎与地面之间的摩擦力F。已知升力与阻力均与飞机运动的速度平方成正比,即F=k1v2, F=k2v2,轮胎和地面之间的等效动摩擦因数为μ。假设飞机在跑道上加速滑行时发动机推力满分5 manfen5.com

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(1)画出飞机在加速滑行时的受力分析图;

(2)飞机在水平跑道上匀加速滑行所需条件是什么?

(3)若飞机在水平跑道上从静止开始匀加速滑行后起飞,跑道的长度至少多大?

 

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用如图所示的实验器材“测定电池的电动势和内阻”,

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(1)用笔画线代替导线在实物图上正确连线;

(2)实验中测得数据如下:

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1

2

3

4

5

R /Ω

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

U /V

0.95

0.85

0.78

0.65

0.40

U-1 /V-1

1.05

1.18

1.28

1.54

2.50

 

 

 

 

 

 

 

 

用作图法求得电池的电动势为       ,内阻为      

 

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某同学利用如图所示装置 “探究功与速度变化的关系”的实验。一轻质弹簧放在水平桌面上,左端与墙壁连接,右端与一小球接触不连接,弹簧旁边平行固定一直尺。弹簧原长处向左推小球,使弹簧压缩x后静止释放,小球离开桌面做平抛运动。记录小球的水平位移s,改变弹簧的压缩量重复实验得到数据如下表所示

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弹簧压缩量x/cm

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

弹簧对小球做功W

W

4W

9W

16W

25W

36W

s/cm

10.10

20.15

29.98

40.05

50.10

59.90

s2 /cm2 ×102

1.020

4.060

8.988

16.04

25.10

35.88

s3 /cm3×103

1.030

8.181

26.95

64.24

125.8

214.9

 

(1)为了提高实验的精确度,下列哪些是有效的

A.同一压缩量多测几次,找出平均落点

B.桌子必须保持水平并尽量光滑

C.小球球心与弹簧中轴线在同一直线上

D.精确测量小球下落高度

(2)已知小球从静止释放到离开弹簧过程中,弹簧对小球做功与弹簧压缩量的平方成正比。判断W与s之间的函数关系,用表中数据作图,并给出功与速度之间的关系                  

 

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利用传感器和计算机研究平抛运动装置如图1所示,A为发射器,B为接收器。利用该装置可测出平抛运动的小球在不同时刻的速率某同学质量m=0.02kg的小球做实验时,将测得数据作v2-t2图线如图2所示由图2可求得(重力加速度取g=10m/s2

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A.小球的初速度大小为4m/s

B.横轴读数为0.04时,小球的速度大小为满分5 manfen5.com m/s

C.横轴读数为0.04时,小球的位移大小为0.6m

D.横轴读数在0~0.04区间内,小球所受重力做功平均功率为0.2W

 

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