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如图所示,两根平行粗糙金属导轨固定于绝缘水平面上,导轨左侧间连有阻值为r的电阻,...

如图所示,两根平行粗糙金属导轨固定于绝缘水平面上,导轨左侧间连有阻值为r的电阻,两平行导轨间距为L。一根长度大于L、质量为m、接入电路的电阻也为r的导体棒垂直导轨放置并接触良好,导体棒初始均处于静止,导体棒与图中虚线有一段距离,虚线右侧存在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场。现给导体棒一个水平向右的恒力,使其从静止开始做匀加速直线运动,进入磁场前加速度大小为a0,然后进入磁场,运动一段时间后达到一个稳定速度,平行轨道足够长,导体棒与平行导轨间的动摩擦因数处处相等,忽略平行轨道的电阻。求:

1)导体棒最后的稳定速度大小;

2)若导体棒从开始运动到达稳定速度的过程中,通过导轨左侧电阻的电荷量为q,求此过程中导体棒在磁场中运动的位移。

 

(1)vm=(2)x= 【解析】 (1)设水平恒力为F,导体棒到达图中虚线处速度为v,在进入磁场前,由牛顿运动定律有: F-μmg=ma0 导体棒进入磁场后,导体棒最后的稳定速度设为vm,由平衡条件有: F-μmg-=0 联立上面各式,得: vm= (2)导体棒从进入磁场到达稳定速度的过程中,运动的位移设为x,由法拉第电磁感应定律有: q= 联立解得: x=  
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考点分析:
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某同学为了探究质量定时加速度与力的关系,他设计了如图甲所示的实验装置。

1)该同学在实验前准备了图中所示的实验装置及下列辅助器材:

A.交流电源及导线   B.天平(含配套砝码)C.秒表    D.弹簧秤    E.复写纸

其中不需要的器材是__________(填器材前的字母代号);还缺少的器材是__________

2)实验时,一定要进行的操作是__________

A.为减小误差,实验中一定要保证钩码的质量m远小于小车的质量M

B.平衡摩擦力时,不能挂钩码

C.小车靠近打点计时器,先释放小车,再接通电源,打出一条纸带,同时记录拉力传感器的示数

D.连接小车的细线一定要与长木板平行

3)让小车由靠近打点计时器位置无初速度释放,得到如图乙所示的一条纸带,ABCDE5个相邻的 计数点,相邻的两个计数点之间还有一个点未画出。用刻度尺测量计数点间的距离如图所示。已知打 点计对器的工作频率50Hz,则小车的加速度a=__________m/s2(结果保留两位有效数字)。

4)另一同学感觉该同学测量加速度比较麻烦,他提出了另一个方案:平衡摩擦力后,将打点计时器与一个时间控制器连接,调节时间控制器可以实现打点计时器工作时间恒定。打开电源,再释放小车,小车运动一段位移后,打点计时器自动断电,打点计时器停止打点,认为小车每次运动时间相同,读出拉力传感器的读数F,测量出纸带上点迹的长度x,改变钩码个数,重复实验,得到多组数据后,以F为横轴x为纵轴,作出x—F的图像,如果x—F图线是一条__________(填过原点的直线”“不过原点的直线抛物线)就可以知道质量一定时加速度与力的正确关系。请你思考后写出该实验方案的不足之处:__________(写出一条即可)。

 

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某研究性学习小组欲测定一块新型电池的电动势E和内阻r。供选择的仪器如下:

待测电源E(电动势约为5V,内阻r约为几欧),

电流表A(最大量程1mA,内阻r1=100Ω),

电阻箱R10—99.9Ω),

电阻箱R20-9999.9Ω),

电键S及导线若干。

1)小组同学首先要把电流表A与电阻箱_____________(填R1R2)串联改装成一只量程为5V电压表,并把其连入电路的阻值R调为_____________Ω

2)小组同学设计了电路图如图甲所示,闭合开关S,调整电阻箱值R,读出电流表A相应示数I。该学习小组测出多组RI数据,用描点作图法作出- 的图象如图乙,从图象中可知电源电动势E=______V;电源内阻r=______Ω(结果保留一位小数)。

 

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如图所示,正三角形abc的三个顶点处分別放置三个等量点电荷,af垂垂bce点为三角形的中心。若bc两点处的电荷产生的电场在a点处的合场强大小为E,则(  

A.将负电荷从e点移到f点,电势能减小

B.e点处的电场强度大小为3E

C.e点的电势高于f点的电势

D.ac两点处的电荷产生的电场在b点处的合场强大小也为E

 

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如图所示,等腰直角三角形金属线框abc放置在磁场中,∠c=90°,直角边acl,磁场方向垂直线框且垂直直面向外,磁感应强度为B0,电流表连接在ab边中。先让线框以ab边为轴垂直直线匀速转动,转动角速度为;转动较长的时间后,保持线框平面和磁场垂直,再让磁感应强度从B0开始变化,磁感应强度随时间变化的关系为B=B0+ktk为常数且k0)。下列说法正确的是(  

A.线框转动和磁场变化两种情况下,电流表示数比值为

B.线框转动时,从开始到线框转过45°时感应电动势为

C.线框转动时,从开始到线椐转动时间t1=的过程中磁通量的变化量为零

D.线框转动和磁场变化两种情况下,从开始到经过相同时间t=流过ab截面电荷量之比为

 

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如图所示,质量为m、电阻为r的“U”字形金属框abcd置于竖直平面内,三边的长度ad=dc=bc=L,两顶点ab通过细导线与MN两点间的电源相连,电源电动势为E、内阻也为r。匀强磁场方向垂直金属框向里,金属框恰好处于静止状态。不计其余电阻和细导线对ab点的作用力,重力加速度为g。下列说法正确的是(  

A.M点应接电源的负极

B.电源的输出功率为

C.磁感应强度的大小为

D.ad边受到的安培力大于bc边受到的安培力

 

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