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如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图,它的结构是一个套在辐向形永久磁...

如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图,它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r0.1 m、匝数n100 的线圈,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)。线圈所在位置磁感应强度B的大小均为BT,线圈的电阻为R10.5 Ω,它的引出线接有R29.5 Ω的小电珠L。外力推动线圈框架的P端,使线圈沿轴线做往复运动,便有电流通过电珠。当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时(摩擦等损耗不计),从t0时刻开始计时。

(1)写出线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式以及电压表中的示数;

(2)通电40 s小电珠L消耗的电能;

(3)t0.1 s时外力F的大小。

 

(1)e=40sin 5πt(V) 38 V (2)6080J (3)160 N 【解析】 (1)由题图丙可得:vm=2 m/s,T=0.4 s 电动势最大值 Em=nBLvm=nB·2πr·vm=40V 线圈转动的角速度 ω==5πrad/s 电动势的瞬时值表达式: e=40sin5πt(V) 电动势的有效值 E==V=40V 电流的有效值 I==A=4A 电压表的示数 U=IR2=4×9.5V=38V (2)根据焦耳定律可得: Q=I2R2t=42×9.5×40J=6 080J (3)t=0.1 s时e=Em=40 V 电流强度 i=Im==A=4A 此时线圈的速度最大而加速度为零,则: F=FA=nBIm·2πr=100××4×2π×0.1N=160N  
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考点分析:
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测定玻璃的折射率的实验中,

(1)小朱同学在实验桌上看到方木板上有一张白纸,白纸上有如图甲所示的实验器材,  他认为除了缺刻度尺还少了一种器材,请你写出所缺器材的名称:______老师将器材配齐后,他进行实验,图乙是他在操作过程中的一个状态,请你指出第四枚大头针应在图乙中的位置________A”、“BC”)。

(2)小红利用方格坐标纸测定玻璃的折射率,如图丙所示,AO是画在纸上的直线,她在直线AO适当位置竖直插上P1P2两枚大头针,放上半圆形玻璃砖,使其圆心与O重合,然后插上P3P4两枚大头针,以确定折射光线.其中她确定P3大头针位置的方法应当是________操作完成后,她用圆规作了一个以O为圆心、半径与玻璃砖半径相同的半圆如图丙中虚线所示,则她测出玻璃的折射率n________

 

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游乐园中蛟龙入水的娱乐项目设施可以简化成如图所示模型,AB圆弧管道,半径为R5 m(R远大于管径)B端水平,两端开口,内有流水,B端距水面高h1.8 m。某次一位质量为m50 kg的游客从A处由静止出发,至C点入水,C点到B正下方水面处D点距离为L3 m,空气阻力不计。求:

(1)游客在B处对管道的压力F

(2)游客从AB,克服所有阻力所做的功W

(3)为求刺激,游客可以从A处有初速度进入管道以增加到达B的速度vB,为了使入水点到D点的距离控制在1.54.5 m,求vB的取值范围。

 

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图甲为曾经流行街头的独轮电动平衡车,其中间是一个窄窄的轮子,两侧各有一块踏板,当人站在踏板上时,从侧面看,可以简化为如图乙、图丙所示的模型。人站在踏板上后,身体向前倾斜是加速,向后倾斜是减速,身体向左和向右倾斜是转弯。若小李站在独轮车上通过一条平直无障碍的街道,先以加速度a1由静止匀加速,用10 s的时间达到最大速度5 m/s,然后以最大速度匀速直行20 s,最后以加速度a2匀减速8 s停下来。

(1)求加速度a1的大小及加速过程中位移的大小x1

(2)若小李的质量为60 kg,则加速过程中,求独轮车对小李的作用力F的大小(结果可用根式表示)

(3)求独轮车前进的总距离s

 

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探究导体电阻与其影响因素的定量关系的实验中,在测量相关因素时操作如下:

(1)为了测量镍铬合金丝的直径,将合金丝在铅笔上密绕37匝,用刻度尺进行测量,如图甲所示,合金丝的直径为________mm

(2)用多用电表粗测合金丝的电阻,粗测前应进行下列两个操作(如图乙),首先应进行的操作是__________(“A”“B”)

(3)用多用电表直流2.5 V量程挡测量镍铬合金丝两端电压时,其示数如图丙所示,则此时镍铬合金丝两端的电压U1___ V

 

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(1)小明在做探究做功与速度变化的关系的实验时,除图甲所示的实验器材外,还需用到的器材是________(多选)

A.天平     B.打点计时器       C.刻度尺        D.电池组

(2)小红做探究功与速度变化的关系的实验时得到图乙中AB两幅图,分别是小车在一条橡皮筋作用下即将弹出沿木板滑行的两种情形,其中肯定有错误的是________(AB”)

(3)小华在做探究功与速度变化的关系的实验时,按照正确方法进行实验,把1条橡皮筋对小车做的功记为W,当把2条,3条,完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次,第3次,实验时,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放,橡皮筋对小车做功分别记为2W,3W,每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打点的纸带测出,图丙是分别用1条,2条,3条橡皮筋实验时得到的纸带,图中的数据是选取了纸带上某段相邻7个点之间的长度(打点周期为0.02 s),选择这部分点迹的理由是________________________;由图可计算出v1v2v3;并可进一步得到实验结论为________________________

 

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