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如图所示,“<”型光滑长轨道固定在水平面内,电阻不计.轨道中间存在垂直水平面向下...

如图所示,型光滑长轨道固定在水平面内,电阻不计.轨道中间存在垂直水平面向下的匀强磁场,磁感应强度B.一根质量m、单位长度电阻R0的金属杆,与轨道成45°位置放置在轨道上,从静止起在水平拉力作用下从轨道的左端O点出发,向右做加速度大小为a的匀加速直线运动,经过位移L.求:

(1)金属杆前进L过程中的平均感应电动势.

(2)已知金属杆前进L过程中水平拉力做功W.若改变水平拉力的大小,以4a大小的加速度重复上述前进L的过程,水平拉力做功多少?

(3)若改用水平恒力F由静止起从轨道的左端O点拉动金属杆,到金属杆速度达到最大值vm时产生热量.(Fvm为已知量)

(4)试分析(3)问中,当金属杆速度达到最大后,是维持最大速度匀速直线运动还是做减速运动?

 

(1)(2)2W+2maL(3)(4)当金属杆速度达到最大后,将做减速运动 【解析】 (1)由位移﹣速度公式得 2aL=v2﹣0 所以前进L时的速度为 v= 前进L过程需时 t= 由法拉第电磁感应定律有: = (2)以加速度a前进L过程,合外力做功 W+W安=maL 所以 W安=maL﹣W 以加速度4a前进L时速度为 =2v 合外力做功 WF′+W安′=4maL 由可知,位移相同时: FA′=2FA 则前进L过程 W安′=2W安 所以 WF′=4maL﹣2W安=2W+2maL (3)设金属杆在水平恒力作用下前进d时FA=F,达到最大速度,由几何关系可知,接入电路的杆的有效长度为2d,则 所以 d= 由动能定理有 所以: Q=Fd﹣ (4)根据安培力表达式,假设维持匀速,速度不变而位移增大,安培力增大,则加速度一定会为负值,与匀速运动的假设矛盾,所以做减速运动。  
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考点分析:
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如图所示,用同种材料制成的倾角θ的斜面和水平轨道固定不动.小物块与轨道间动摩擦因数μ,从斜面上A点静止开始下滑,不考虑在斜面和水平面交界处的能量损失.

(1)若已知小物块至停止滑行的总路程为s,求小物块运动过程中的最大速度vm

(2)若已知μ=0.5.小物块在斜面上运动时间为1s,在水平面上接着运动0.2s后速度为vt,这一过程平均速率m/s.求vt的值.(本小题中g=10m/s2

 

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如图所示,质量m的小环串在固定的粗糙竖直长杆上,从离地h高处以一定初速度向上运动,运动过程中与长杆之间存在大小的滑动摩擦力.小环能达到的最大高度为3h,求:

(1)小环从h高处出发至第二次经过2h高处过程中,重力做功和摩擦力做功分别为多少?

(2)在高中我们定义由相互作用的物体的相对位置决定的能量叫势能,如相互吸引的物体和地球,其相对位置关系决定重力势能.对比(1)问中两力做功,说明为什么不存在与摩擦力对应的摩擦力势能的概念.

(3)以地面为零势能面.从出发至小环落地前,小环的机械能E随路程s的变化关系是什么?

 

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如图所示,高L、上端开口的气缸与大气联通,大气压P0.气缸内部有一个光滑活塞,初始时活塞静止,距离气缸底部.活塞下部气体的压强为2P0、热力学温度T

(1)若将活塞下方气体的热力学温度升高到2T,活塞离开气缸底部多少距离?

(2)若保持温度为T不变,在上端开口处缓慢抽气,则活塞可上升的最大高度为多少?

 

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研究一定质量理想气体在温度不变时,压强和体积的关系实验中.某同学按如下步骤进行实验:

将注射器活塞移动到体积适中的V0位置,接上软管和压强传感器,通过DIS系统记录下此时的体积V0与压强p0

用手握住注射器前端,开始缓慢推拉活塞改变气体体积.

读出注射器刻度表示的体积V,通过DIS系统记录下此时的V与压强p

重复②③两步,记录5组数据.作p图.

(1)在上述步骤中,该同学对器材操作的错误是:__.因为该操作通常会影响气体的__(填写状态参量).

(2)若软管内容积不可忽略,按该同学的操作,最后拟合出的p直线应是图a中的__.(填写编号)

(3)由相关数学知识可知,在软管内气体体积V不可忽略时,p图象为双曲线,试用玻意耳定律分析,该双曲线的渐近线(图b中的虚线)方程是p=__.(用V0p0V表示)

 

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如图a所示,某同学利用下图电路测量电源电动势和内阻。先将电路中的电压传感器d端与a端连接。

1)若该同学开始实验后未进行电压传感器的调零而其他器材的使用均正确,则移动滑片后,得到的U-I图象最可能为___________

A.   B. C. D.

2)将电压传感器d端改接到电路中c端,正确调零操作,移动滑片后,得到如图b所示的U-I图,已知定值电阻R=10Ω,则根据图象可知电源电动势为_________V、内阻为________Ω。(结果保留2位有效数字)

 

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