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如图所示,两光滑金属导轨,间距d=2m,在桌面上的部分是水平的,仅在桌面上有磁感...

如图所示,两光滑金属导轨,间距d2m,在桌面上的部分是水平的,仅在桌面上有磁感应强度B1T、方向竖直向下的有界磁场,电阻R,桌面高H0.8m,金属杆ab质量m0.2kg,其电阻r,从导轨上距桌面h0.2m的高度处由静止释放,落地点距桌面左边缘的水平距离s0.4m,取g10m/s2,求:

1)金属杆刚进入磁场时,R上的电流大小;

2)整个过程中电阻R放出的热量;

3)磁场区域的宽度。

 

(1)1A(2)0.225J (3) 0.2m 【解析】(1)设棒刚进入磁场时速度为v0,由机械能守恒定律有:mgh=mv02 解得:v0=2m/s 又由法拉第电磁感应定律有:E=Bdv0=4 V 由闭合欧姆定律有: ; (2)设金属杆离开磁场时速度为v1,金属杆离开磁场做平抛运动,由平抛运动规律,在竖直方向,H=gt2, 在水平方向,s= v1t, 联立解得:v1=1m/s。 根据能量守恒定律,整个过程中回路产生的焦耳热Q=mv02-mv2, 电阻R放出的热量QR=Q 联立解得:QR=0.225J。 (3)设磁场区域的宽度为L,金属杆通过磁场过程中某一时刻的速度为v,在接下来的一段很短时间内△t内速度变化为△v,则由牛顿第二定律, -F=ma=m, F=BdI,I=, E=Bd v , 或根据动量定理:- BdI△t=△p 整理得:-v△t=m△v。 对于整个金属杆通过磁场的过程,-∑v△t=m∑△v。 而:∑v△t=L,∑△v= v1- v0 联立解得:L=0. 2m  
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如图所示,质量M=0.6kg的滑板静止在光滑水平面上,其左端C距锁定装置D的水平距离l=0.5m,滑板的上表面由粗糙水平面和光滑圆弧面在B点平滑连接而成,粗糙水平面长L=4m,圆弧的半径R=0.3m.现让一质量m=0.3kg,可视为质点的小滑块以大小方向水平向左的初速度滑上滑板的右端A.若滑板到达D处即被锁定,滑块返回B点时装置D即刻解锁,已知滑块与滑板间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2.求:

(1)滑板到达D处前瞬间的速率;

(2)滑块到达最大高度时与圆弧顶点P的距离;

(3)滑块与滑板间摩擦产生的总热量;

 

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某高速公路的一个出口路段如图所示,情景简化:轿车从出口A进入匝道,先匀减速直线通过下坡路段至B点(通过B点前后速率不变),再匀速率通过水平圆弧路段至C点,最后从C点沿平直路段匀减速到D点停下。已知轿车在A点的速度v0=72km/hABL1l50mBC为四分之一水平圆弧段,限速(允许通过的最大速度)v=36 km/h,轮胎与BC段路面间的动摩擦因数μ=0.5,最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力CD段为平直路段长L2=50m,重力加速度gl0m/s2

1)若轿车到达B点速度刚好为v =36 km/h,求轿车在AB下坡段加速度的大小;

2)为保证行车安全,车轮不打滑,求水平圆弧段BC半径R的最小值;

3)轿车A点到D点全程的最短时间。

 

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如图所示,可视为质点的AB两物体置于一静止长纸带上,纸带的左端与AAB之间距离均为d =0.5 m,两物体与纸带间的动摩擦因数均为,与地面间的动摩擦因数均为。现以恒定的加速度a=2m/s2向右水平拉动纸带,重力加速度g= l0 m/s2。求:

1A物体在纸带上的滑动时间;

2)在给定的坐标系中定性画出AB两物体的v-t图象;

3)两物体AB停在地面上的距离。

 

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实验小组要测量一节干电池的电动势和内电阻。实验室有如下器材可供选择:

A.待测干电池(电动势约为1.5V,内阻约为1.0Ω

B.电压表(量程3V

C.电压表(量程15V

D.电流表(量程0.6A

E.定值电阻(阻值为50Ω

F.滑动变阻器(阻值范围0-50Ω

G.开关、导线若干

为了尽量减小实验误差,在如图1所示的四个实验电路中应选用___________

实验中电压表应选用___________。(选填器材前的字母)

实验中测出几组电流表和电压表的读数并记录在下表中。

序号

1

2

3

4

5

6

电压UV

1.45

1.40

1.30

1.25

1.20

1.10

电流IA

0.060

0.120

0.240

0.260

0.360

0.480

 

 

请你将第5组数据描绘在图2中给出的UI坐标系中并完成UI 图线;

由此可以得到,此干电池的电动势E=________V,内电阻r =________Ω。(结果均保留两位有效数字)

有位同学从实验室找来了一个电阻箱,用如图3所示的电路测量电池的电动势和内电阻。闭合开关后,改变电阻箱阻值。当电阻箱阻值为R1时,电流表示数为I1;当电阻箱阻值为R2时,电流表示数为I2。已知电流表的内阻为RA。请你用RAR1R2I1I2表示出电池的内电阻r =_________________

 

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某同学为了测量金属热电阻在不同温度下的阻值,设计了如图甲所示的电路,其中为电阻箱, 为金属热敏电阻,电压表可看做理想电表,电源使用的是稳压学生电源,实验步骤如下:

按照电路图连接好电路

记录当前的温度

将单刀双掷开关S1闭合,记录电压表读数U,电阻箱阻值

将单刀双掷开关S2闭合,调节变阻箱使电压表读数仍为U,记录电阻箱阻值

改变温度,重复②→④的步骤

1)则该金属热电阻在某一温度下的阻值表达式为: __________,根据测量数据画出其电阻R随温度变化的关系如图乙所示;

2)若调节电阻箱阻值,使,则可判断,当环境温度为_____时,金属热电阻消耗的功率最大。

 

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