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如图(a),水平地面上固定一倾角为37°的斜面,一宽为l=0.43m的有界匀强磁...

如图(a),水平地面上固定一倾角为37°的斜面,一宽为l0.43m的有界匀强磁场垂直于斜面向上,磁场边界与斜面底边平行。在斜面上由静止释放一正方形金属线框abcd,线框沿斜面下滑时,abcd边始终与磁场边界保持平行。以地面为零势能面,从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中,线框的机械能E与位移s之间的关系如图(b)所示,图中均为直线段。已知线框的质量为m0.1kg,电阻为R0.06Ω。(sin37°0.6cos37°0.8,重力加速度g10m/s2)求:

(1)线框与斜面间的动摩擦因数μ

(2)ab边刚进入磁场时,线框的速度v1

(3)线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间t

(4)线框穿越磁场的过程中,线框中产生的最大电功率Pm

 

(1)μ=0.5 (2)1.2m/s (3)0.125s (4)0.43W 【解析】 (1)根据线段①,减少的机械能等于克服摩擦力做的功: =0.144J 其中s1=0.36m 解得: μ=0.5 (2)未进入磁场时,根据牛顿第二定律: 线框的加速度 m/s2 速度: m/s (3)线框进入磁场的过程中,减小的机械能等于克服摩擦力和安培力所做的功,由图线②可知,此时机械能线性减小,说明安培力也为恒力,线框做匀速运动。设L为线框的边长,则: 联立解得 L=0.15m 线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间: (4)在线框匀速进入磁场时,安培力 又因为: 可求出 线框完全进入磁场后始终做匀加速直线运动,当ab边要离开磁场时,开始做减速运动,此时线框速度最大,受到的安培力最大,线框内的电功率最大 由 可求得 v2=1.6m/s 所以线框内的最大电功率  
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考点分析:
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如图,空间有一竖直向下沿x轴方向的静电场,电场的场强大小按Ekx分布(x是轴上某点到O点的距离)x轴上,有一长为L的绝缘细线连接AB两个小球,两球质量均为mB球带负电,带电量为 qA球距O点的距离为L。两球现处于静止状态,不计两球之间的静电力作用。

(1)A球的带电量qA

(2)AB间细线剪断,描述B球的运动情况,并分析说明理由;

(3)剪断细线后,求B球的最大速度vm

 

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如图(a),木板OA可绕轴O在竖直平面内转动,木板上有一质量为m1kg的物块,始终受到平行于斜面、大小为8N的力F的作用。改变木板倾角,在不同倾角时,物块会产生不同的加速度a,如图(b)所示为加速度a与斜面倾角的关系图线。已知物块与木板间的动摩擦因数为μ0.2,假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力。求:(g10m/s2sin370.6cos370.8)

(1)图线与纵坐标交点a0的大小;

(2)图线与θ轴重合区间为[θ1θ2],木板处于该两个角度时的摩擦力指向何方?在斜面倾角处于θ1θ2之间时,物块的运动状态如何?

(3)如果木板长L2m,倾角为37,物块在F的作用下由O点开始运动,为保证物块不冲出木板顶端,力F最多作用多长时间?

 

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如图,在水平固定放置的汽缸内,用不漏气的轻质活塞封闭有一定量的理想气体,开有小孔的薄隔板将气体分为AB两部分.活塞的横截面积为S,与汽缸壁之间无摩擦.初始时AB两部分体积相同,温度为T,大气压强为p0

(1)加热气体,使AB两部分体积之比达到1:2,求此时的温度T′;

(2)将气体温度加热至2T,然后在活塞上施加一向左的水平恒力F=5p0S,推动活塞,直至最终达到平衡,推动活塞过程中温度始终维持2T不变,求最终气体压强p′.

 

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甲实验小组利用图(a)装置探究机械能守恒定律.将小钢球从轨道的不同高度h处静止释放,斜槽轨道水平末端离落点的高度为H,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s.(g取10 m/s2

(1)若轨道完全光滑,s2h的理论关系应满足s2=______(用Hh表示).

(2)图(b)中图线①为根据实验测量结果,描点作出的s2h关系图线;图线②为根据理论计算得到的s2h关系图线.对比实验结果,发现自同一高度静止释放的钢球,实际水平抛出的速率______(选填“小于”或“大于”)理论值.造成这种偏差的可能原因是______________________.乙实验小组利用同样的装置“通过频闪照相探究平抛运动中的机械能守恒”.将质量为0.1 kg的小钢球A由斜槽某位置静止释放,由频闪照相得到如图(c)所示的小球位置示意图,O点为小球的水平抛出点.

(3)根据小球位置示意图可以判断闪光间隔为______s.

(4)以O点为零势能点,小球AO点的机械能为______J;小球AC点时的重力势能为______J,动能为______J,机械能为______J.

 

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一实验小组用某种导电材料制作成电阻较小(约小于3Ω)的元件Z,并通过实验研究该元件中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律。

(1)该小组连成的实物电路如图(a)所示,其中有两处错误,请在错误的连线上打“×”,并在原图上用笔画出正确的连线__________

(2)在实验中应选用的滑动变阻器是_________

A.滑动变阻器R1(05Ω    额定电流5A)

B.滑动变阻器R2(020Ω   额定电流5A)

C.滑动变阻器R3(0100Ω  额定电流2A)

(3)(b)中的点为实验测得的元件Z中的电流与电压值,请将点连接成图线__________

(4把元件Z接入如图(c)所示的电路中,当电阻R的阻值为时,电流表的读数为1.25A;当电阻R的阻值为3.6Ω时,电流表的读数为0.8A。结合图线,可求出电池的电动势E______V,内阻r______Ω

 

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