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如图甲,在水平桌面上固定着两根相距L=20cm、相互平行的无电阻轨道P、Q,轨道...

如图甲,在水平桌面上固定着两根相距L=20cm、相互平行的无电阻轨道P、Q,轨道一端固定一根电阻r=0.02Ω的导体棒a,轨道上横置一根质量m=40g、电阻可忽略不计的金属棒b,两棒相距也为L=20cm.该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中.开始时,磁感应强度B0=0.10T.设棒与轨道间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10m/s2

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(1)若保持磁感应强度B0的大小不变,从t=0时刻开始,给b棒施加一个水平向右的拉力,使它由静止开始做匀加速直线运动.此拉力F的大小随时间t变化关系如图乙所示.求b棒做匀加速运动的加速度及b棒与导轨间的滑动摩擦力;

(2)若从t=0开始,磁感应强度B随时间t按图丙中图象所示的规律变化,求在金属棒b开始运动前,这个装置释放的热量是多少?

 

(1)5m/s2, 0.2N. (2)0.036J 【解析】【解析】 (1)由图象可得到拉力F与t的大小随时间变化 的函数表达式为 F=F0+ 当b棒匀加速运动时,根据牛顿第二定律有: F﹣f﹣F安=ma F安=B0IL I= v=at ∴F安= 联立可解得F=f+ma+ 代入数据可解得a=5m/s2 f=0.2N (2)当磁感应强度均匀增大时,闭合电中和有恒定的感应电流I,以b棒为研究对象,它受到的安培力逐渐增大,静摩擦力也随之增大,当磁感应度增大到b所受安掊力F与最大静摩擦力f相等时开始滑动. 感应电动势:E= I= 棒b将要运动时,有f=BtIL ∴Bt= 根据Bt=B0+t=0.1+0.5t, 得:t=1.8s 回路中产生焦耳热为:Q=I2•Rt=12×0.02×1.8=0.036J 答:(1)匀加速运动的加速度是5m/s2,b棒与导轨间的滑动摩擦力是0.2N. (2)在金属棒b开始运动前,这个装置释放的热量是0.036J 【点评】本题考查电磁感应定律中的图象问题,要注意明确图象的斜率含义,掌握牛顿第二定律与闭合电路欧姆定律的应用,注意从图象中选取两点代入公式计算,是解题的关键.  
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考点分析:
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如图所示,在竖直平面内有xOy坐标系,长为l的不可伸长细绳,一端固定在A点,A点的坐标为(0、满分5 manfen5.com),另一端系一质量为m的小球.现在x坐标轴上(x>0)固定一个小钉,拉小球使细绳绷直并呈水平位置,再让小球从静止释放,当细绳碰到钉子以后,小球可以绕钉子在竖直平面内做圆周运动.

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(1)当钉子在x=满分5 manfen5.coml的P点时,小球经过最低点时细绳恰好不被拉断,求细绳能承受的最大拉力;

(2)为使小球释放后能绕钉子在竖直平面内做圆周运动,而细绳又不被拉断,求钉子所在位置的范围.

 

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如图所示,在两车道的公路上有黑白两辆车,黑色车辆停在A线位置,某时刻白色车速度以v1=40m/s通过A线后立即以大小a1=4m/s2的加速度开始制动减速,黑车4s后开始以a2=4m/s2的加速度开始向同一方向匀加速运动,经过一定时间,两车同时在B线位置.两车看成质点.从白色车通过A线位置开始计时,求经过多长时间两车同时在B线位置及在B线位置时黑色车的速度大小.

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在测定某新型电池的电动势和内阻的实验中,所提供的器材有:

待测电池(电动势约6V)

电流表G(量程6.0mA,内阻r1=100Ω)

电流表A(量程0.6A,内阻r2=5.0Ω)

定值电阻R1=100Ω

定值电阻R2=900Ω

滑动变阻器R′(0﹣50Ω)

开关、导线若干

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(1)为了精确测出该电池的电动势和内阻,采用图甲所示实验电路图,其中定值电阻应选用      (选填R1或R2).

(2)某同学在实验中测出电流表A和电流表G的示数I和Ig,根据记录数据作出Ig﹣I图象如图乙所示(图象的斜率用k表示).根据图象可求得,被测电池电动势值为      V;内阻的表达式r=      ,其值为     

 

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如图甲所示,某同学将力传感器固定在小车上,然后把绳的一端固定在传感器的挂钩上,用来测量绳对小车的拉力,探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系.

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(1)该同学将实验器材如图甲所示连接后,实验时还需要注意什么?      (只需填一条注意事项)

(2)先接通电源,小车由静止释放,获得的一条纸带如图乙,O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点,O为运动时打的第一个点,则OD间的距离为      cm.

(3)图丙是根据实验数据绘出的s﹣t2图线(s为各计数点至起点O的距离),则由此图可算出加速度为      m/s2(保留两位有效数字).

 

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某同学设计了一个测定列车加速度的仪器,如图所示.AB是一段圆弧的电阻,O点为其圆心,圆弧半径为r.O点下用一电阻不计的金属线悬挂着一个金属球,球的下部与AB接触良好且无摩擦.A、B之间接有内阻不计、电动势为9V的电池,电路中接有理想电流表A,O、B间接有一个理想电压表V.整个装置在一竖直平面内,且装置所在平面与列车前进的方向平行.下列说法中正确的是(  )

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A.从图中看到列车一定是向右加速运动

B.当列车的加速度增大时,电流表A的读数增大,电压表V的读数也增大

C.若电压表显示3V,则列车的加速度为满分5 manfen5.comg

D.如果根据电压表示数与列车加速度的一一对应关系将电压表改制成一个加速度表,则加速度表的刻度是不均匀的

 

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