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如图(甲)所示,一边长L=2.5 m、质量m=0.5 kg 的正方形金属线框,放...

如图(甲)所示,一边长L=2.5 m、质量m=0.5 kg 的正方形金属线框,放在光滑绝缘的水平面上,整个装置处在方向竖直向上、磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合。在水平力F作用下由静止开始向左运动,经过5 s线框被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图(乙)所示,在金属线框被拉出的过程中,

(1)求通过线框的电荷量及线框的总电阻;

(2)分析线框运动性质并写出水平力F随时间变化的表达式;

(3)已知在这5 s内力F做功1.92 J,那么在此过程中,线框产生的焦耳热是多少。

 

(1)1.25C,4 Ω;(2)F=(0.2t+0.1)N;(3)1.67J。 【解析】 (1)根据电量公式: , 由I—t图象得, q=1.25C 又根据 得 R=4Ω; (2)由题图(乙)可知,感应电流随时间变化的规律: I=0.1t 由感应电流 , 可得金属线框的速度随时间也是线性变化的,速度为 线框做初速度为0的匀加速直线运动,加速度a=0.2m/s2,线框在外力F和安培力F安作用下做匀加速直线运动,则 F-F安=ma 又F安=BIL 得 F=(0.2t+0.1)N; (3)5s时,线框从磁场中拉出时的速度 v5=at=1m/s 由能量守恒得 线框中产生的焦耳热 。  
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翼型飞行器有很好的飞行性能,其原理是通过对降落伞的调节,使空气升力和空气阻力都受到影响,同时通过控制动力的大小而改变飞行器的飞行状态。已知飞行器的动力F始终与飞行方向相同,空气升力F1与飞行方向垂直,大小与速度的平方成正比,即F1=C1v2;空气阻力F2与飞行方向相反,大小与速度的平方成正比,即F2=C2v2。其中C1C2相互影响,可由运动员调节,满足如图(甲)所示的关系。运动员和装备的总质量为m=90 kg。(重力加速度取g=10m/s2

(1)若运动员使飞行器以速度v1=10m/s在空中沿水平方向匀速飞行,如图(乙)所示。结合(甲)图计算,飞行器受到的动力F为多大?

(2)若运动员使飞行器在空中的某一水平面内做匀速圆周运动,如图(丙)所示,在此过程中调节C1=5.0 N·s2/m2,机翼中垂线和竖直方向夹角为θ=37°,求飞行器做匀速圆周运动的半径r和速度v2大小。(已知sin 37°=0.6cos 37°=0.8

 

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在测量金属丝电阻率的实验中,可用的器材如下:

待测金属丝Rx(阻值约为4 Ω,额定电流约为0.5 A);

电压表V(量程为03 V15 V,内阻约为3 kΩ);

电流表A(量程为00.6 A3 A,内阻约为0.2 Ω);

电源E(电动势为3 V,内阻不计);

滑动变阻器R(最大阻值约为20 Ω);

螺旋测微器;毫米刻度尺;

开关S及导线若干。

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图(甲)所示,金属丝的直径为____mm 

(2)若滑动变阻器采用限流接法,在虚线框内作出电路原理图_________。实物图中已连接了部分导线,如图(乙)所示,请按原理图补充完成图(乙)中实物间的连线。_________

(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如图(丙)、(丁)所示,则可得该电阻的测量值Rx=____Ω。(保留三位有效数字) 

 

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某同学用图甲所示装置测量木块与木板间动摩擦因数。图中,置于实验台上的长木板水平放置,其左端固定一轻滑轮,轻绳跨过滑轮,一端与放在木板上的小木块相连,另一端可悬挂钩码。实验中可用的钩码共有N个,将(依次取=12345)个钩码挂在轻绳左端,其余个钩码放在木块的凹槽中,释放小木块,利用打点计时器打出的纸带测量木块的加速度。

(1)正确进行实验操作,得到一条纸带,从某个清晰的打点开始,依次标注0123456,分别测出位置0到位置3、位置6间的距离,如图乙所示。已知打点周期T=0.02s,则木块的加速度=____ms2

(2)改变悬挂钩码的个数n,测得相应的加速度a,将获得数据在坐标纸中描出(仅给出了其中一部分)如图丙所示。取重力加速度g=10ms2,则木块与木板间动摩擦因数______(保留2位有效数字)

(3)实验中______(选填需要不需要”)满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量。

 

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如图(甲)所示,斜面体放在粗糙的水平地面上,两斜面光滑且倾角分别为53°37°,两小滑块PQ用绕过滑轮不可伸长的轻绳连接,分别置于两个斜面上,OPABOQAC,已知PQ和斜面体均静止不动。若交换两滑块位置如图(乙)所示,再由静止释放,斜面体仍然静止不动,Q的质量为m,取sin 53°=0.8cos 53°=0.6,重力加速度大小为g,不计滑轮的质量和摩擦,则下列判断正确的是( 

A.P的质量为m

B.在(甲)图中,斜面体与地面间无静摩擦力

C.在(乙)图中,两滑块落地前的重力功率大小相等

D.在(乙)图中,滑轮受到轻绳的作用力大小为

 

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水平面上的三点AOB在一条直线上,OB=2OAOO′是竖直的分界线,其左边区域内有水平向右的匀强电场,场强大小为E1=,其右边区域内有水平向左的匀强电场,场强大小为E2,现将一带电荷量为q的小球从A点以初速度v0竖直向上抛出,小球在空中越过分界线后,竖直向下落在B点,不计阻力,重力加速度大小为g,则下列说法正确的是( 

A.小球在B点的电势能大于在A点的电势能

B.小球经过分界线时的速度与水平方向夹角θ的正切值tanθ=

C.小球经过分界线时离水平面的高度为

D.左右两区域电场强度大小的比值为E1E2=21

 

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