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如图1所示,两根水平的金属光滑平行导轨,其末端连接等高光滑的圆弧,其轨道半径为r...

如图1所示,两根水平的金属光滑平行导轨,其末端连接等高光滑的圆弧,其轨道半径为r=05m,圆弧段在图中的cdab之间,导轨的间距为L=05m,轨道的电阻不计,在轨道的顶端接有阻值为R=20的电阻,整个装置处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=20T,现有一根长度稍大于L、电阻不计,质量为m=10kg的金属棒,从轨道的水平位置ef开始在拉力F作用下,从静止匀加速运动到cd的时间为t0=20s,在cd时的拉力为F0=30N,已知金属棒在efcd之间运动时的拉力随时间图象如图2所示。重力加速度g=10m/s2,求:

1)求匀加速直线运动的加速度;

2)金属棒做匀加速运动时通过金属棒的电荷量q

3)匀加cd后,调节拉力使金属棒接着沿圆弧做匀速圆周运动至ab处,金属棒从cd沿圆弧做匀速圆周运动至ab的过程中,拉力做的功W

 

(1)1.5m/s2 (2)1.5C (3)5.59J 【解析】 试题分析:(1)设金属棒匀加速运动的加速度为a,则运动到cd的速度:v=2a 当金属棒在cd时,产生的感应电动势:E=BLv 产生的电流: 金属棒所受的安培力:F=BIL 据牛顿第二定律得:F0-F=ma 联立以上带入数据解得:a=1.5m/s2 ① (2)据以上可知,金属棒匀加速运动的位移:s=at2 ② 据法拉第电磁感应定律得: ③ 通过金属棒的平均电流: ④ 通过金属棒的电量:q=I1•△t ⑤ 联立①②③④⑤带入数据解得:q=1.5C (3)金属棒在圆弧轨道的速率:v=at=3m/s ⑥ 运动的时间为: ⑦ 产生的电动势最大值:Em=BLv ⑧ 由于圆弧段导体棒做匀速圆周运动,所以导体棒中产生正弦式电流,所以产生的热量: ⑨ 据能量守恒可知:W=Q+mgh (10) 联立以上解得:W=5.59J 考点:法拉第电磁感应定律;电功率;能量守恒定律 【名师点睛】此题为一道综合性很强的题,牵涉知识点众多,明确求电动势、安培力、电量和功的方法是解题的关键,灵活利用求电量和能量守恒的结论是解题的捷径。  
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考点分析:
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如图所示,宽度为L的足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的两端连接阻值R的电阻,导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B,一根质量m的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好,导体棒的有效电阻也为R,导体棒与导轨间的动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,导体棒MN的初始位置与导轨最左端距离为L,导轨的电阻可忽略不计。

1若用一平行于导轨的恒定拉力F拉动导体棒沿导轨向右运动,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直,求导体棒最终的速度;

2若导体棒的初速度为,导体棒向右运动了S停止,求此过程导体棒中产生的焦耳热;

3若磁场随时间均匀变化,磁感应强度k>0,开始导体棒静止,从t=0 时刻起,求导体棒经过多长时间开始运动以及运动的方向。

 

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一列简谐横波沿水平方向传播,在传播方向上,介质中的A、B两点相距6cm,某时刻A正处于波峰,B在平衡位置,且速度方向向下,已知波长,频率为10Hz求:

1若波由A向B传播,波速最大是多少?

2若波由B向A传播,波速最小是多少?

 

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甲同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验,但没有合适的摆球,他找到了一个儿童玩具弹力小球,其直径大小为2cm,代替实验用小球,他设计的实验步骤如下:

A将弹力球用长细线系好,结点为A,将线的上端固定于O点

B用刻度尺测量OA间线的长度L作为摆长

C将弹力球拉开一个大约的角度,然后由静止释放

D从弹力球摆到最高点时开始计时,测出50次全振动的总时间t,由T=t/50得出周期T

E改变OA间线的长度再做几次实验,记下每次相应的L和T值

F求出多次实验中测得的L和T的平均值,作为计算时使用的数据,代入公式,求出重力加速度g。

1该中学生以上实验中出现重大错误的步骤是______________。

2该中学生用OA的长作为摆长,这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值________ “偏大”或“偏小”

3另一位乙同学在完成该实验时,通过改变摆线的长度,测得6组和对应的周期T,画出L-T图线,然后在图线上选取A、B两个点,坐标如图所示。他采用恰当的数据处理方法,则计算重力加速度的表达式应为g=      ,请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比,将      “偏大”、 “偏小”或“相同”。造成图形不过坐标原点的原因是       填“多加球半径”或“漏加球半径”

 

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在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,实验装置如图所示。

1以白炽灯为光源,对实验装置进行了调节并观察实验现象后,总结出以下几点,你认为正确的是    

A狭缝和光源必须平行放置

B各元件的中心可以不在遮光筒的轴线上

C双缝间距离越大呈现的干涉条纹越密

D若将滤光片移走则无干涉现象产生

2当测量头中的分划板中心刻度对齐A条纹中心时,游标卡尺的示数如图3所示,第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时,游标卡尺的示数如图4所示。已知双缝间距为05mm,从双缝到屏的距离为1m,则图4中游标卡尺示数为    mm。所测光波的波长为_____m.(保留两位有效数字

3如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上,如图丙所示则在这种情况下来测量干涉条纹的间距△x时,测量值______实际值.(填“大于”、“小于”或“等于”

 

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弹簧振子以O点开始计时,振子第一次到达M点用了02S,又经过04S通过M点,则振子第三次通过M点还要经过     

 

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