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为了探究电动机转速与弹簧伸长量之间的关系,小明设计了如图所示的装置.半径为l的圆...

为了探究电动机转速与弹簧伸长量之间的关系,小明设计了如图所示的装置.半径为l的圆形金属导轨固定在水平面上,一根长也为l,电阻为R的金属棒ab一端与导轨接触良好,另一端固定在圆心处的导电转轴00"上,由电动机A带动旋转。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面,大小为B1、方向竖直向下的匀强磁场。另有一质量为m、电阻为R的金属棒cd用轻质弹簧悬挂在竖直平面内,并与固定在竖直平面内的“U”型导轨保持良好接触,导轨间距为l,底部接阻值也为R的电阻,处于大小为B2、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中。从圆形金属导轨引出导线和通过电刷从转轴引出导线经开关S“U”型导轨连接。当开关S断开,棒cd静止时,弹簧伸长量为x0;当开关S闭合,电动机以某一转速匀速转动,棒cd再次静止时,弹簧伸长量变为x(不超过弹性限度)。不计其余电阻和摩擦等阻力,求此时

1)通过棒cd的电流Icd ;

2)电动机对该装置的输出功率P

3)电动机转动角速度与弹簧伸长量x之间的函数关系.

 

(1) ;(2);(3) 【解析】(1)S断开时,cd棒静止,有 mg=kx0 S闭合时,cd棒静止,有 mg+B2Icdl=kx 联立解得Icd= (2)回路总电阻R总=R+R=R 总电流I=2Icd= 电动机对该装置的输出功率P=I2R总= (3)由法拉第电磁感应定律得 回路总电流 联立解得ω=  
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如图是上海中心大厦小明乘坐大厦快速电梯从底层到达第119层观光平台仅用时55 s若电梯先以加速度a1做匀加速运动达到最大速度18 m/s.然后以最大速度匀速运动最后以加速度a2做匀减速运动恰好到达观光平台假定观光平台高度为549 m.

(1)若电梯经过20 s匀加速达到最大速度求加速度a1及上升高度h

(2)(1)问中的匀加速上升过程中若小明的质量为60 kg求小明对电梯地板的压力

(3)求电梯匀速运动的时间

 

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小明用电学方法测量电线的长度,首先小明测得电线铜芯的直径为1.00 mm,估计其长度不超过50 m(已知铜的电阻率为1.75×108 Ω·m)

现有如下实验器材:

①量程为3 V、内阻约为3 kΩ的电压表

②量程为0.6 A、内阻约为0.1 Ω的电流表

③阻值为02 Ω的滑动变阻器

④内阻可忽略,输出电压为3 V的电源

⑤阻值为R04.30 Ω的定值电阻,开关和导线若干

小明采用伏安法测量电线电阻,正确连接电路后,调节滑动变阻器,电流表的示数从0开始增加,当示数为0.5 A时,电压表示数如图甲所示读数为________ V,根据小明测量的信息,图乙中P点应该______(选填a”“b” “c”不接”)Q点应该______ (选填a”“b”“c”不接”),小明测得的电线长度为________ m.

     

 

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如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律。

①对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是______________

A.重物选用质量和密度较大的金属锤

B.两限位孔在同一竖直面内上下对正

C.精确测量出重物的质量

D.用手托稳重物,接通电源后,撒手释放重物

②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有____________

A.OAADEG的长度           B.OCBCCD的长度

C.BDCFEG的长度           D.ACBDEG的长度

 

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(原创题)质量为m的体操运动员,双手握住刚性单杠做如图所示的比赛动作。当他悬吊在单杠下静止时,两手臂对称握住刚性单杠,两手臂夹角为,则(    

A. =60°时,运动员单手对杠的正压力大小为mg/2

B. =120°时,运动员单手对杠的作用力大小为mg

C. 不同时,运动员受到的合力相同且大小为mg

D. 不同时,运动员与杠之间的相互作用力相等

 

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如图,空间中存在一匀强磁场区域,磁场方向与竖直面(纸面)垂直,磁场的上、下边界(虚线)均为水平面;纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd,其上、下两边均为磁场边界平行,边长小于磁场上、下边界的间距.若线框自由下落,从ab边进入磁场时开始,直至ab边到达磁场下边界为止,线框下落的速度大小可能(   )

A. 始终减小    B. 始终不变    C. 始终增加    D. 先减小后增加

 

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