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发电机和电动机具有装置上的类似性,源于它们机理上的类似性。直流发电机和直流电动机...

发电机和电动机具有装置上的类似性,源于它们机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MNPQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计。电阻为R的金属导体棒ab垂直于MNPQ放在轨道上,与轨道接触良好,以速度vv平行于MN)向右做匀速运动。图1轨道端点MP间接有阻值为r的电阻,导体棒ab受到水平向右的外力作用。图2轨道端点MP间接有直流电源,导体棒ab通过滑轮匀速提升重物,电路中的电流为I。求:

1)图12中棒ab受到的安培力F1F2

2)在t时间内,图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能;

3)请简述图1中,做功与能量变化的情况。

 

(1)方向水平向左;方向水平向右(2)(3)见解析 【解析】 (1)图1中,电路中的电流 棒ab受到的安培力 = 方向水平向左 图2中,棒ab受到的安培力 方向水平向右 (2)在t时间内,“发电机”产生的电能等于棒ab克服安培力做的功 在t时间内,“电动机”输出的机械能等于安培力对棒ab做的功 (3)图1中,棒ab受到水平向右的外力作用,外力对棒做正功,使导体棒的动能增加; 棒ab切割磁感线,产生安培力,安培力对导体棒做负功,使导体棒的动能减少转化成电路的电能;电流通过导体棒和电阻r,电流做功,将电能转化成电阻的热能。  
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考点分析:
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如图,ABC为金属杆做成的轨道,固定在竖直平面内。轨道的AB段水平粗糙,BC段由半径为R0.1m的两段光滑圆弧平滑连接而成。一质量m0.2kg的小环套在杆上,在与水平方向成α37°的恒定拉力F作用下,从A点由静止开始运动,经时间t0.4s到达B点,然后撤去拉力F,小环沿轨道上滑,到达C处恰好掉落做自由落体运动。小环与水平直杆间动摩擦因数μ0.5。求:(sin37°0.6cos37°0.8g10m/s2

1)小环到达B点时的速度大小vB

2)拉力F的大小;

3)若拉力F4N,小环沿水平直杆运动的加速度大小a'

 

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在“用单摆测定重力加速度”的实验中:

1)组装单摆时,应在下列器材中选用______(选填选项前的字母)。

A、长度为1 m左右的细线            B、长度为30 cm左右的细线

C、直径为1.8 cm的塑料球           D、直径为1.8 cm的铁球

2)下表是某同学记录的3组实验数据,并做了部分计算处理。

组次

1

2

3

摆长L/cm

80.00

90.00

100.00

50次全振动时间t/s

90.0

95.5

100.5

振动周期T/s

1.80

1.91

 

重力加速度g/ m·s-2

9.74

9.73

 

 

请计算出第3组实验中的T=_______sg=_______m/s2

3)用多组实验数据做出T 2-L图像,也可以求出重力加速度g。已知三位同学做出的T 2-L图线的示意图如图中的abc所示,其中ab平行,图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b,下列分析正确的是______(选填选项前的字母)。

A、出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L

B、出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50

C、图线c对应的g值小于图线b对应的g

4)某同学进行测量时,由于只有一把量程为30 cm的刻度尺,于是他在距悬挂点O点小于30cmA处做了一个标记,保持该标记以下的细线长度不变,通过改变OA间细线长度以改变摆长。实验中,当OA间细线的长度分别为l1l2时,测得相应单摆的周期为T1T2。由此可得重力加速度g =______(用l1l2T1T2表示)。

 

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如图,倾角为θ的固定斜面上AB段光滑,BC段粗糙,且BC2AB。若P由静止开始从A点释放,恰好能滑动到C点而停下,则小物块PBC段斜面之间的动摩擦因数μ______;若P以初速度v0A点开始运动,则到达C点时的速度vC____ v0(选填“>”、“<”或“=”)。

 

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如图所示电路,电源内阻不可忽略,电压表、电流表均为理想电表,R1R2均为定值电阻。开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中,电流表A的变化情况是__________;若电压表V示数变化的绝对值为△U,电流表A示数变化的绝对值为△I,则的变化情况是__________,你判断的理由是:_____________

 

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如图,平静的湖面上漂浮着两个小球AB,湖面O点处有一波源在t0时开始上下振动。已知该波源的振动频率为2Hz,水波的传播速度约为0.5m/sOAB在同一直线上。则距离波源3m处的小球A大约经过______s开始振动;距离波源4m处的小球B与小球A间最多能出现_____个波峰。

 

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