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如图a所示,间距为L的光滑平行长导轨固定在水平面上,每根导轨单位长度电阻为R0。...

如图a所示,间距为L的光滑平行长导轨固定在水平面上,每根导轨单位长度电阻为R0。导轨间存在竖直方向的有界匀强磁场。不计电阻的金属杆①、②垂直导轨放置在磁场内,杆①在离开磁场边界左侧2L处,杆②在杆①右侧。磁感应强度变化规律满足B=B0kt B0k为已知量)。

1)若杆①和杆②都固定,求杆中的感应电流强度。

2)若杆①和杆②以相同速度υ向右匀速运动,在杆②出磁场前,求杆中的感应电流强度。

3)若杆①固定,t=0时,杆②从杆①右侧L处出发向右运动的过程中,保持闭合回路中磁通量不变使杆中一直无感应电流,则杆②多久后到达磁场边界?

4)若磁感应强度保持B=B0不变,杆①固定。杆②以一定初速度、在水平拉力作用下从杆①右侧0.5m处出发向右运动,速度υ与两杆间距x之间关系满足图b。当外力做功4.5J时,两杆间距x为多少?(第4问中可用数据如下:B0=1TR0=0.1Ω/mL=0.5m、金属杆②质量m=0.5kg

 

(1)(2)(3)(4)1.5m 【解析】 (1)设杆①和杆②间距x (2)因为两杆的运动不影响磁通量大小,所以感应电流与静止时相同,即与(1)问中相同。 (3)磁通量保持不变,杆①和杆②间距x的任意位置有 当x=2L时 (4)根据v-x图像可知,v=2x 感应电流 =5A 为定值 则安培力 FA=ILB0=2.5N 由动能定理,仅水平拉力和安培力做功,设杆①和杆②间距x W+WA=ΔEk 4.5-2.5(x-0.5)=x2-0.25 得 x=1.5m 由题意,安培力仅存在于金属杆未出磁场区域,根据x=1.5m可知金属杆已出磁场 (学生可能判断金属杆刚到磁场边界时,外力做功小于4.5J) 由动能定理 4.5-1.25= x2-0.25 x=1.87m  
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考点分析:
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如图所示,一根左侧弯成圆弧的光滑细管固定在竖直平面内,圆弧半径R=0.5m,水平部分足够长。初始时,一根质量m=1kg、与管道圆弧部分等长的柔软匀质绳在水平拉力F0作用下静止在管道中。现将绳子缓慢全部拉入水平管道内,需要拉力F0做功W=1. 82Jg10m/s2π3.14。求:

1)绳子的重心升高了多少?

2)若在图示位置撤去拉力,绳子沿细管下落,当其上端离开管道瞬间速度多少?

3)若在缓慢拉动绳子进入水平管道的很短距离ΔL内,可认为水平拉力F0保持不变,拉力F0做功等于绳子机械能增加量,则F0的大小为多少?

 

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如图所示,粗糙水平面上放置一个小物块,在力F作用下沿水平面向右加速运动。在保持力F大小不变的情况下,发现当F水平向右或与水平面成60°夹角斜向上时,物块的加速度相同。求:

1)物块与水平面间的动摩擦因数μ

2)若保持力F与水平面成60°夹角斜向上,从静止起拉动物块,物块沿水平面向右移动s=5m的时间为t。改变F的大小重复上述过程,时间t的最小值为多少?

 

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由粗细两段组成的管道固定在竖直平面内,粗、细管横截面积分别为2SS。细管底部由光滑“工”字型轻活塞封闭。初始时细管内水银柱和被封闭气体位置尺寸如图所示,水银上表面恰位于粗细管连接处。外界大气压p0=76cmHg柱:

1)保持温度不变,缓慢向上移动活塞,使水银底部处于粗细管连接处,求在此过程中活塞移动的距离。

2)某同学认为:初始时,对“工”字型轻活塞受力分析可知,只要增大“工”字活塞下方截面积,大气压产生的竖直向上的推力会增大,就可以仅靠大气压顶住活塞使其保持静止。上述分析过程是否正确?试通过文字或列式说明理由(不需要计算最后结果)。

 

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如图所示,某同学用两个滑动变阻器研究分压电路的特点。使用器材如下:两个阻值分别为(0~10Ω)和(0~50Ω)的滑动变阻器、电动势为3V的电源及电键、导线若干。闭合电键后,将电路图甲中所示的电流标记为I1 I2

1)根据电路图甲,用笔代替导线补充画完实物图乙中缺少的导线。

____

2)当PA保持在最右端时,将PB从左端滑动至右端的过程中,发现电流I2相对变化更小,则说明图甲、乙中A电阻的阻值为_______(选填“0~10Ω”或“0~50Ω”)。

3)某同学按如下操作:①将PA滑片调整到某位置,任意移动PB滑片;②将PB滑片调整到某位置,任意移动PA滑片。得到两条U-I1的直线图像如图丙所示。根据图像数据可知,电源内阻为_______Ω;当电流I1在图中等于0.1A时,滑动变阻器B消耗的电功率为__________W

 

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如图所示为“研究一定质量气体在体积不变时,其压强与温度的关系”的实验。压强传感器测量管内被封闭气体的压强,温度计测量水温。采用逐渐加入热水使水温升高,同时测量压强和温度。

1)下列操作正确的是____

A.密封气体的试管大部分在水面上

B.每次加入热水后,应立即读数保证数据的正确性

C.不必测量被封闭气体的体积

D.为了提高实验精度可将温度计换成温度传感器

2)某同学记录下了初始时封闭气体压强p0和摄氏温度t0,随后逐渐升高温度,并记录下每次测量结果与初始值的差值ΔpΔt。在实验中出现压强传感器软管脱落,他重新接上后继续加热水实验,其余操作无误。Δpt的关系图应是____

A.B.C.D.

 

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