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如图所示,无限长金属导轨EF、PQ固定在倾角为θ=53°的光滑绝缘斜面上,轨道间...

如图所示,无限长金属导轨EF、PQ固定在倾角为θ=53°的光滑绝缘斜面上,轨道间距L=1m,底部接入一阻值为R=0.4Ω的定值电阻,上端开口.垂直斜面向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T.一质量为m=0.5kg的金属棒ab与导轨接触良好,ab与导轨间动摩擦因数μ=0.2,ab连入导轨间的电阻r=0.1Ω,电路中其余电阻不计.现用一质量为M=2.06kg的物体通过一不可伸长的轻绳绕过光滑的轻质定滑轮与棒ab相连,最初绳张紧.由静止释放M,当M下落高度h=2.0m时,ab开始匀速运动(运动中ab始终垂直导轨,并接触良好).不计空气阻力,sin53°=0.8,cos53°=0.6,取g=10m/s2.求:

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(1)ab棒沿斜面向上运动的最大速度vm

(2)ab棒从开始运动到匀速运动的这段时间内电阻R上产生的焦耳热QR

 

(1)2m/s. (2)QR为25.6J. 【解析】【解析】 (1)由题意知,由静止释放M后,ab棒在绳拉力T、重力mg、安培力F和轨道支持力N及摩擦力f共同作用下做沿轨道向上做加速度逐渐减小的加速运动直至匀速运动,当达到最大速度时有: T﹣mgsinθ﹣F﹣f=0…① N﹣mgcosθ=0…② 又 T=Mg…③ f=μN…④ 安培力为 F=BIL…⑤ 感应电流为:I=…⑥ 联解①②③④⑤⑥并代入数据得:vm=2m/s…⑦ (2)由能量守恒定律知,系统的总能量守恒,即系统减少的重力势能等于系统增加的动能、焦耳热及摩擦而转化的内能之和,有: Mgh﹣mghsinθ=μmghcosθ+(m+M)vm2+Q…⑧ 而电阻R上产生的焦耳热 QR=Q…⑨ 联解⑦⑧⑨⑩并代入数据得:QR=25.6J…⑪ 答:(1)ab棒沿斜面向上运动的最大速度为2m/s. (2)ab棒从开始运动到匀速运动的这段时间内电阻R上产生的焦耳热QR为25.6J. 【点评】本题是力电综合问题,前两问关键根据平衡条件求解安培力,然后根据安培力公式和切割公式求解最大速度;第二问关键根据功能关系列式求解.  
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考点分析:
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如图所示,质量为M的木块静止于光滑的水平面上,一质量为m、速度为v0的子弹水平射入木块且未穿出.设木块对子弹的阻力恒为F,求:

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①射入过程中产生的内能为多少?

②木块至少为多长时子弹才不会穿出?

 

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图为中国首架自主研制的新型涡扇支线飞机ARJ21﹣700.飞机质量为m,在竖直向上的恒定升力与重力作用下,以恒定的水平速度v0飞离跑道后逐渐上升,测得它飞离地面后在水平方向的位移为s时,在竖直方向上升的高度为h,重力加速度为g.试求飞机在此上升过程中:

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(1)飞机的加速大小;

(2)升力所做的功.

 

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现要测量一个未知电阻Rx的阻值,除Rx外可用的器材有:

多用电表(仅可使用欧姆档);

一个电池组E(电动势6V)

一个滑动变阻器R(0﹣20Ω,额定电流1A);

两个相同的电流表G(内阻Rg=1000Ω,满偏电流Ig=100μA);

两个标准电阻(R1=29000Ω,R2=0.1Ω);

一个电键S、导线若干.

(1)为了设计电路,先用多用电表的欧姆档粗测未知电阻,采用“×10”挡,调零后测量该电阻,发现指针偏转非常大,最后几乎紧挨满偏刻度停下来,下列判断和做法正确的是      (填字母代号).

A.这个电阻阻值很小,估计只有几欧姆

B.这个电阻阻值很大,估计有几千欧姆

C.如需进一步测量可换“×1”挡,调零后测量

D.如需进一步测量可换“×1k”挡,调零后测量

(2)根据粗测的判断,设计一个测量电路,要求测量尽量准确并使电路能耗较小,画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁.

 

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如图为加速度与质量关系的实验中获得的一条纸带,跟纸带相连的小车的加速度大小为a=      m/s2(结果保留2位有效数字).实验所用交流电的频率为50Hz,图中相邻两个计数点间还有四个点没画出.

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图甲中游标卡尺的读数是      cm,图乙中螺旋测微器的读数是      mm.

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