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某同学设计了一个如图所示的非接触式“电磁碰撞”装置。水平金属导轨间距为L,导轨左...

某同学设计了一个如图所示的非接触式电磁碰撞装置。水平金属导轨间距为L,导轨左侧有一轻质弹簧K作为弹射器。质量为m、电阻值为r的金属棒ab压缩弹簧K,由静止释放后,ab棒开始向右运动,ab棒脱离弹簧时获得了水平向右的初速度v0。在导轨右侧区域存在垂直于导轨平面方向向里、大小为B的匀强磁场,在距磁场左边界l0处垂直于导轨放置一质量为M、电阻值为R的金属棒cd。导轨电阻、摩擦等阻力不计,且导轨足够长,求:

(1)弹簧的弹性势能Ep

(2)cd棒最终速度v

(3)回路产生的焦耳热Q

(4)金属棒abcd间的最小距离l

 

(1)mv02 (2) (3) (4)l0- 【解析】 (1)由能量守恒,得: Ep=mv02 (2)由动量守恒,有: mv0=(m+M)v 得: v= (3)回路产生的焦耳热等于系统机械能的减少,得: Q=mv02- (M+m)= (4)设两棒相互作用过程,某时刻t,回路电流为i,在极短时间Δt内,cd棒速度增加Δv,应用动量定理,有: iBLΔt=MΔv 电流定义: iΔt=Δq 累积两棒相互作用过程,得: BLq=Mv 由电磁感应定律,有: 联立式,得: l=l0-  
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在测定玻璃砖折射率的实验中,教师给每位同学准备了木板、白纸、几种不同形状的玻璃砖、直尺、量角器、铅笔及大头针若干。

(1)如图甲所示,某同学在纸上画出AO直线,并在直线上适当位置竖直插上P1P2两枚大头针,放上玻璃砖,然后插上P3P4大头针,其中确定P3大头针的位置的方法应当是____________

(2)由于没有认真预习且没仔细听老师讲解操作注意事项,某同学在纸上画出的界面aabb与玻璃砖位置的关系如图乙所示,其他操作均正确,以aabb为界面画光路图,并测量其折射角度,请根据你掌握的知识判断,该同学测定折射率的方法是否科学,对结果______(没有”)影响?

 

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探究平抛运动的实验装置如图所示,半径为L的四分之一光滑圆轨道固定于水平桌面上,切口水平且与桌边对齐,切口离地面高度为2L.离切口水平距离为L的一探测屏AB竖直放置,一端放在水平面上,其高为2L质量为m的小球从圆轨道上不同的位置由静止释放打在探测屏上.若小球在运动过程中空气阻力不计,小球可视为质点,重力加速度为g.求:

(1)小球从圆轨道最高点P处由静止释放,到达圆轨道最低点Q处时速度大小及小球对圆轨道的压力;

(2)为让小球能打在探测屏上,小球应从圆轨道上什么范围内由静止释放?

(3)小球从什么位置由静止释放,打在屏上时动能最小,最小动能为多少?

 

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哈利法塔是目前世界最高的建筑.游客乘坐世界最快观光电梯从地面开始经历加速、匀速、减速的过程恰好到达观景台只需50秒,运行的最大速度为15 m/s.观景台上可以鸟瞰整个迪拜全景,可将棕榈岛、帆船酒店等尽收眼底,颇为壮观.一位游客用便携式拉力传感器测得在加速阶段质量为1 kg的物体受到的竖直向上拉力为11 N,若电梯加速、减速过程视为匀变速直线运动(g10 m/s2)求:

(1)电梯加速阶段的加速度大小及加速运动的时间;

(2)若减速阶段与加速阶段的加速度大小相等,求观景台的高度;

(3)若电梯设计安装有辅助牵引系统,电梯出现故障,绳索牵引力突然消失,电梯从观景台处自由落体,为防止电梯落地引发人员伤亡,电梯启动辅助牵引装置使其减速,牵引力为重力的3倍,下落过程所有阻力不计,则电梯自由下落最长多少时间必须启动辅助牵引装置?

 

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某兴趣小组同学打算自制滑动变阻器,购买了一卷镍铬合金丝,已知该镍铬合金丝的常温电阻率ρ1.0×106 Ω·m,兴趣小组的同学设计了一个实验来测算合金丝的长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器、导线和学生电源等。

(1)他们使用多用电表粗测合金丝的电阻,操作过程分以下三个步骤:

①将红黑表笔分别插入多用电表的插孔,选择电阻挡“×10”

②有以下几种做法,其中正确的是____

A.将红黑两表笔短接,然后调整指针定位螺丝进行机械调零

B.将红黑两表笔短接,然后调整欧姆调零旋钮进行欧姆调零

C.不需要两表笔短接,直接调整指针定位螺丝进行机械调零

D.不需要两表笔短接,直接调整欧姆调零旋钮进行欧姆调零

③把红黑表笔分别与镍铬合金丝的两端相接,多用电表的示数如图甲所示,该合金丝的电阻约为________ Ω

(2)根据多用电表示数,为了减小实验误差,并在实验中获得较大的电压调节范围,应从图乙的ABCD四个电路中选择__________电路来测量合金丝电阻(已知所用电压表电阻约为3 kΩ,电流表电阻约为0.05 Ω)

(3)他们使用螺旋测微器测量合金丝的直径,示数如图丙所示,合金丝的直径为_________mm

(4)根据多用电表测得的合金丝电阻值,可估算出绕制这个螺线管所用合金丝的长度约为________m(结果保留两位有效数字)

 

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某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。

请完成以下主要实验步骤:按图安装实验器材并连接电源;竖直提起系有重物的纸带,使重物________靠近远离计时器下端;________________,使重物自由下落;关闭电源,取出纸带;换新纸带重复实验。

是实验获得的两条纸带,应选取________来计算重力加速度。在实验操作和数据处理都正确的情况下,得到的结果仍小于当地重力加速度,主要原因是空气阻力和________

 

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