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如图所示,一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上,导轨间距L=0.2m,左端接...

如图所示,一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上,导轨间距L=0.2m,左端接有阻值R=0.3的电阻,右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道.水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小B=2.0T.一根质量m=0.4kg,电阻r=0.1的金属棒ab垂直放置于导轨上,在水平向右的恒力F作用下从静止开始运动,当金属棒通过位移x=9m时离开磁场,在离开磁场前已达到最大速度.当金属棒离开磁场时撤去外力F,接着金属棒沿弯曲轨道上升到最大高度h=0.8m处.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数=0.1,导轨电阻不计,棒在运动过程中始终与轨道垂直且与轨道保持良好接触,取g =10m/s2.求:

(1)金属棒运动的最大速率v ;

(2)金属棒在磁场中速度为时的加速度大小;

(3)金属棒在磁场区域运动过程中,电阻R上产生的焦耳热.

 

(1) (2) 2m/s2(3) 【解析】 (1)金属棒从出磁场到达弯曲轨道最高点,根据机械能守恒定律, 解得: (2) 金属棒在磁场中做匀速运动时,设回路中的电流为I, 则 由平衡条件可得 : 金属棒速度为时,设回路中的电流为,则 由牛顿第二定律得 解得 a = 2m/s2 (3)设金属棒在磁场中运动过程中,回路中产生的焦耳热为Q, 根据功能关系: 则电阻R上的焦耳热: 解得:  
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如图所示,虚线MN沿竖直方向,其左侧区域内有匀强电场(图中未画出)和方向垂直纸面向里,磁感应强度为B的匀强磁场,虚线MN的右侧区域有方向水平向右的匀强电场.水平线段APMN相交于O点.在A点有一质量为m,电量为+q的带电质点,以大小为v0的速度在左侧区域垂直磁场方向射入,恰好在左侧区域内做匀速圆周运动,已知AO点间的距离为,虚线MN右侧电场强度为,重力加速度为g.求:

1MN左侧区域内电场强度的大小和方向;

2)带电质点在A点的入射方向与AO间的夹角为多大时,质点在磁场中刚好运动到O点,并画出带电质点在磁场中运动的轨迹;

3)带电质点从O点进入虚线MN右侧区域后运动到P点时速度的大小vp

 

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张明同学在测定某种合金丝的电阻率时:

(1)用螺旋测微器测得其直径为_____mm(如图甲所示);

(2)20分度的游标卡尺测其长度为______cm(如图乙所示);

(3)用图丙所示的电路测得的电阻值将比真实值________(偏大偏小”).

 

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某实验小组利用小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的小钩码探究加速度与力的关系,实验装置如图甲所示.

1)图乙是实验中得到的一条纸带,图中相邻两计数点的时间间隔为0.1 s,由图中的数据可得小车的加速度a=__m/s2

2)该实验小组以测得的加速度a为纵轴,所挂钩码的总重力F为横轴,作出的图象如丙图中图线1所示,发现图象不过原点,怀疑在测量力时不准确,他们将实验进行了改装,将一个力传感器安装在小车上,直接测量细线拉小车的力F,作aF图如丙图中图线2所示,则图象不过原点的原因是__,对于图象上相同的力,用传感器测得的加速度偏大,其原因是____________

3)该实验小组在正确操作实验后,再以测得的加速度a为纵轴,所挂钩码的总重力F和传感器测得的F为横轴作图象,要使两个图线基本重合,请你设计一个操作方案_____________

 

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在水平光滑绝缘桌面上有一边长为l的正方形线框ABCD,被限制在沿AB方向的水平直轨道自由滑动.BC边右侧有一直角三角形匀强磁场区域Efg,直角边Ef等于l,边gE小于l Ef边平行AB边,磁场方向竖直向下,其俯视图如图所示,线框在水平拉力F作用下向右匀速穿过磁场区,若图示位置为t =0时刻,设逆时针方向为电流的正方向,水平向右的拉力为正.则感应电流itFt图象正确的是(时间单位为l/vABC图象为线段,D为抛物线)

A. B.

C. D.

 

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实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型,正方形线圈在水平匀强磁场中,绕垂直于磁感线的OO轴匀速转动.今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表,并让线圈每秒转25圈,读出电压表的示数为10 V.已知R10 Ω,线圈电阻忽略不计,下列说法正确的是(  )

A. 线圈平面与磁场平行时,线圈中的瞬时电流为A

B. 从线圈平面与磁场平行开始计时,线圈中感应电流瞬时值表达式为isin 50πt A

C. 流过电阻R的电流每秒钟方向改变25

D. 电阻R上的热功率等于10 W

 

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