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如图所示,足够长的水平轨道左侧b1b2﹣c1c2部分轨道间距为2L,右侧c1c2...

如图所示,足够长的水平轨道左侧b1b2﹣c1c2部分轨道间距为2L,右侧c1c2﹣d1d2部分的轨道间距为L,曲线轨道与水平轨道相切于b1b2  所有轨道均光滑且电阻不计.在水平轨道内有斜向下与竖直方向成θ=37°的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.1T.质量为M=0.2kg的金属棒B垂直于导轨静止放置在右侧窄轨道上,质量为m=0.1kg的导体棒A自曲线轨道上a1a2处由静止释放,两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触,A棒总在宽轨上运动,B棒总在窄轨上运动.已知:两金属棒接入电路的有效电阻均为R=0.2Ωh=0.2mL=0.2msin37°=0.6cos37°=0.8g=10m/s2求:

1)金属棒A滑到b1b2处时的速度大小;   

2)金属棒B匀速运动的速度大小;   

3)在两棒整个的运动过程中通过金属棒A某截面的电量;   

4)在两棒整个的运动过程中金属棒AB在水平导轨间扫过的面积之差.

 

(1)2m/s (2)0.44 m/s (3)5.56C (4)27.8m2 【解析】A棒在曲轨道上下滑,由机械能守恒定律得:   mgh=mv02…① 得:v0= (2)选取水平向右为正方向,对A、B利用动量定理可得: 对B:FB安cosθ•t=MvB …② 对A:﹣FA安cosθ•t=mvA﹣mv0…③ 其中 FA安=2FB安 …④ 由上知:mv0﹣mvA=2MvB 两棒最后匀速时,电路中无电流:有 BLvB=2BLvA 得:vB=2vA …⑤ 联立后两式得:vB=v0=0.44 m/s (3)在B加速过程中:∑(Bcosθ)iL△t=MvB﹣0…⑥  q=∑it…⑦ 得:q=C≈5.56C (4)据法拉第电磁感应定律有:E= …⑧ 其中磁通量变化量:△∅=B△Scosθ…⑨ 电路中的电流:I=…⑩ 通过截面的电荷量:q=It(11) 得:△S=m2≈27.8m2
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考点分析:
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某同学设计出如图所示实验装置.将一质量为0.2 kg的小球(可视为质点)放置于水平弹射器内,压缩弹簧并锁定,此时小球恰好在弹射口,弹射口与水平面AB相切于A点,AB为粗糙水平面,小球与水平面间动摩擦因数μ=0.5,弹射器可沿水平方向左右移动;BC为一段光滑圆弧轨道.(O′为圆心,半径R=0.5 mO'CO′B之间夹角为θ=37°,以C为原点,在C的右侧空间建立竖直平面内的坐标xOy,在该平面内有一水平放置开口向左且直径稍大于小球的接收器Dsin37°=0.6cos37°=0.8

1)某次实验中该同学使弹射口距离BL1 =1.6 m处固定,解开锁定释放小球,小球刚好到达C处,求弹射器释放的弹性势能;

2)把小球放回弹射器原处并锁定,将弹射器水平向右移动至离BL2=0.8 m处固定弹射器并解开锁定释放小球,小球将从C处射出,恰好水平进入接收器D,求D处坐标;

3)每次小球放回弹射器原处并锁定,水平移动弹射器固定于不同位置释放小球,要求小球从C处飞出恰好水平进入接收器D,求D位置坐标yx的函数关系式.

 

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某实验小组设计了如图甲的电路,其中RT为热敏电阻,电压表量程为3V,内阻RV10kΩ,电流表量程为0.5A,内阻RA=4.0Ω,R为电阻箱。

(1)该实验小组首先利用该电路进行描绘热敏电阻的伏安特性曲线的实验。闭合开关,调节电阻箱,记录不同情况下电压表示数U1、电流表的示数I和电阻箱的阻值R,在IU坐标系中,将各组U1I的数值标记在相应位置,描绘出热敏电阻的部分伏安特性曲线,如图乙中曲线所示。为了完成该实验,应将导线c端接在________(选填ab”)点;

(2)利用(1)中记录的数据,通过分析计算可得外电路的电压U2U2的计算式为_______________;(U1IRRA表示)

(3)实验小组利用(2)中的公式,计算出各组的U2,将U2I的数据也描绘在IU坐标系中,如图乙中直线所示,根据图象分析可知,电源的电动势E________V,内电阻r________Ω;

(4)实验中,当电阻箱的阻值调到时,热敏电阻消耗的电功率P__________W。(保留两位有效数字)

 

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一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系。实验装置如图甲所示,在离地面高为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的小刚球接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使小球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。重力加速度为g。

     

(1)若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s,则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为__________;(用m、g、s、h等四个字母表示)

(2)该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据:

弹簧压缩量x/cm

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

小球飞行水平距离s/cm

20.10

30.00

40.10

49.90

 

69.90

 

根据表中已有数据,表中缺失的数据可能是s=________________cm;

(3)完成实验后,该同学对上述装置进行了如图乙所示的改变:(I)在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处,使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;(II)将木板向右平移适当的距离固定,再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板上得到痕迹P;(III)用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y。若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L,则(II)步骤中弹簧的压缩量应该为________。(用L、h、y等三个字母表示)

 

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如图1所示,在光滑水平面上用水平恒力F拉质量为m的单匝正方形金属线框,线框边长为a,在位置1以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时(t=0)。若磁场的宽度为bb>3a),在3t0时刻线框到达位置2时速度又为v0且开始离开磁场。此过程中vt图象如图2所示,则(       )

A. 线框刚进入磁场时MN边的两端电压为Bav0

B. t0时刻线框的速度为

C. 线框完全离开磁场瞬间(位置3)的速度与t0时刻线框的速度相同

D. 线框从进入磁场(位置1)到完全离开磁场(位置3)的过程中产生的焦耳热为2Fb

 

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如图所示为一理想变压器,S为单刀双掷开关,P为滑动变阻器的滑动触头,U1为加在原线圈两端的电压,I1为原线圈中的电流强度,则(     )

A. 保持U1P的位置不变,Sa改接到bI1将减小

B. 保持U1P的位置不变,Sa改接到bR两端的电压变小

C. 保持U1不变,Sa改接到b,同时使P滑向d端,R的电功率一定变大

D. 保持P的位置不变,S接在a处,使U1增大,I1将增大

 

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