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如图所示,两根平行的光滑金属导轨ab、cd与水平面成θ=固定,导轨间距离为L=1...

如图所示,两根平行的光滑金属导轨abcd与水平面成θ固定,导轨间距离为L1m,电阻不计,一个阻值为R0.3Ω的定值电阻接在两金属导轨的上端。在导轨平面上边长为L的正方形区域内,有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B1T。两根完全相同金属杆MN用长度为l0.5m的轻质绝缘硬杆相连,在磁场上方某位置垂直于导轨放置且与导轨良好接触,金属杆长度均为L、质量均为m0.5kg、电阻均为r0.6Ω,将两杆由静止释放,当杆M进入磁场后,两杆恰好匀速下滑,取g10 m/s2。求:

(1)M进入磁场时杆的速度;

(2)N进入磁场时杆的加速度大小;

(3)M出磁场时,杆已匀速运动,求此时电阻R上已经产生的热量。

 

(1)4m/s(2)1.67m/s2(3)3.42J 【解析】 (1)杆M进入磁场时,根据平衡条件 2mgsinθ=I1LB 电路中总电阻 R1=+r=0.8Ω 由闭合电路欧姆定律I1=,由法拉第电磁感应定律E1=BLv1,由以上各式可得 v1=4m/s (2)杆N进入磁场时杆的速度为v1=4m/s,此时电路中总电阻 R2=+R=0.6Ω 根据牛顿第二定律 2mgsinθ-I2LB=2ma I2= 解得 a=-m/s2≈-1.67m/s2 杆N进入磁场时杆的加速度大小为1.67m/s2。 (3)从杆M进入磁场到杆N进入磁场的过程中,电阻R上的电流 IR=I1=A 此过程产生的热量Q1=Rt,t= 解得 Q1=J 杆M出磁场时,根据平衡条件 2mgsinθ=I2LB I2= E2=BLv2 解得 v2=3m/s 从杆N进入磁场到杆M出磁场时,系统减少的机械能转化为焦耳热 ΔE=2mg(L-l)sin θ+×2mv-×2mv=6 J 此过程电阻R上产生的热量Q2=3J,全过程电阻R上已产生的热量 Q1+Q2≈3.42J  
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考点分析:
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如图甲所示,一质量为M的长木板静置于光滑的斜面上,其上放置一质量为m的小滑块,斜面倾角θ,木板受到沿斜面向上拉力F作用时,用传感器测出长木板的加速度a与力F的关系如图乙所示,重力加速度取g10m/s2sin0.6cos0.8。求:

(1)小滑块与木板的动摩擦因数为多少?

(2)当拉力F20N时,长木板的加速度大小为多大?

 

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如图所示,绝热气缸倒扣放置,质量为M的绝热活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体,活塞与气缸间摩擦可忽略不计,活塞下部空间与外界连通,气缸底部连接一U形细管(管内气体的体积忽略不计).初始时,封闭气体温度为T,活塞距离气缸底部为h0,细管内两侧水银柱存在高度差.已知水银密度为ρ,大气压强为P0,气缸横截面积为S,重力加速度为g,求:

(1)U形细管内两侧水银柱的高度差;

(2)通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降,求此时的温度;此加热过程中,若气体吸收的热量为Q,求气体内能的变化.

 

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我国不少省市ETC联网已经启动运行,ETC是电子不停车收费系统的简称,汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示。假设汽车以v1=12 m/s朝收费站沿直线行驶,如果过ETC通道,需要在距收费站中心线前d=10 m处正好匀减速至v2=4 m/s,匀速通过中心线后,再匀加速至v1正常行驶;如果过人工收费通道,需要恰好在中心线处匀减速至零,经过t0=20 s缴费成功后,再启动汽车匀加速至v1正常行驶,设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为1 m/s2求:

(1)汽车过ETC通道时,从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小?

(2)汽车通过人工收费通道,应在离收费站中心线多远处开始减速?

(3)汽车通过ETC通道比通过人工收费通道节约的时间是多少?

 

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如图是用双缝干涉测光的波长的实验设备实物图。

(1)双缝放在图中哪个位置________(“①”“②”)

(2)要使单缝和双缝相互平行,应该使用________进行调节。

(3)已知双缝到毛玻璃之间的距离是L,双缝之间的距离是d,单缝到双缝之间的距离是s,在某次实验中,先将目镜中的中心刻线对准某条亮纹(记作第1)的中心,这时手轮上的示数为x1,转动手轮使中心刻线对准第7条亮纹的中心,这时手轮上的示数为x7。由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为________

 

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图甲,用伏安法测定电阻约的均匀电阻丝的电阻率,电源是两节干电池。每节电池的电动势约为1.5V,实验室提供电表如下:

A.电流表A1(03A,内阻0.0125Ω)

B.电流表A2(00.6A,内阻约为0.125Ω)

C.电压表V1(03V,内阻4kΩ)

D.电压表V2(015V,内阻15kΩ)

(1)为了使测量结果尽量准确,电流表应选________,电压表应选________(填写仪器前字母代号)

(2)用螺旋测微器测电阻丝的直径如图乙所示,电阻丝的直径为________mm

(3)根据原理图连接图丙的实物图______

(4)闭合开关后,滑动变阻器滑片调至一合适位置后不动,多次改变线夹P的位置,得到几组电压、电流和对应的OP段的长度L,计算出相应的电阻后作出RL图线如图丁。取图线上适当的两点计算电阻率。这两点间的电阻之差为ΔR,对应的长度变化为ΔL,若电阻丝直径为d,则电阻率ρ________

 

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