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如图所示,两根相距L=1 m的足够长的光滑金属导轨,一组导轨水平,另一组导轨与水...

如图所示,两根相距L1 m的足够长的光滑金属导轨,一组导轨水平,另一组导轨与水平面成37°角,拐角处连接一阻值R1 Ω的电阻.质量均为m2 kg的金属细杆abcd与导轨垂直接触形成闭合回路,导轨电阻不计,两杆的电阻均为R1 Ω.整个装置处于磁感应强度大小B1 T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中.当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时,cd杆静止.g10 m/s2sin 37°0.6cos 37°0.8,求:

(1)水平拉力的功率;

(2)现让cd杆静止,求撤去拉力后ab杆产生的焦耳热

 

(1)864 W (2)864 J 【解析】 (1)根据安培力公式与平衡条件求出电流,然后又E=BLv求出电动势,应用欧姆定律求出金属杆的速度,由平衡条件求出水平拉力,然后应用P=Fv求出拉力的功率. (2)由能量守恒定律求出产生的热量,然后应用焦耳定律求出ab杆产生的焦耳热. (1)cd杆静止,由平衡条件可得mgsin θ=BIL, 解得I=12 A 由闭合电路欧姆定律得2I=,得v=36 m/s 水平拉力F=2BIL=24 N, 水平拉力的功率P=Fv=864 W (2)撤去外力后ab杆在安培力作用下做减速运动,安培力做负功,先将棒的动能转化为电能,再通过电流做功将电能转化为整个电路产生的焦耳热,即焦耳热等于杆的动能的减小量,有Q=ΔEk=mv2=1296 J 而Q=I′2·R·t, ab杆产生的焦耳热Q′=I′2·R·t, 所以Q′=Q=864 J.
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考点分析:
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如图所示,质量为m5kg的物体放在水平面上,物体与水平面间的摩擦因数μ=0.5.物体受到与水平面成37°斜向上的拉力F50N作用,从A点由静止开始运动,到B点时撤去拉力F,物体最终到达C点,已知AC间距离为L165m,(sin37°=0.6cos37°=0.8,重力加速度g10m/s2)求:

(1)物体在AB段的加速度大小a

(2)物体运动的最大速度大小vm

 

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图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图,图中E是电池;R1R2R3R4R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头G的满偏电流为250 μA,内阻为480 Ω。虚线方框内为换档开关,A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个档位,5个档位为:直流电压1 V 档和5 V档,直流电流1 mA档和2.5 mA档,欧姆×100 Ω档。

(1)图(a)中的B端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接

(2)关于R6的使用,下列说法正确的是________(填正确答案标号)

A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置

B.使用欧姆档时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置

C.使用电流档时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置

(3)根据题给条件可得R1R2__________ΩR4____________Ω

(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“3”相连的,则读数为________

 

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某实验小组用来研究物体加速度与质量的关系,实验装置如图甲所示。其中小车和位移传感器的总质量为,所挂钩码总质量为,小车和定滑轮之间的绳子与轨道平面平行,不计轻绳与滑轮之间的摩擦及空气阻力,重力加速度为

(1)若已平衡摩擦力,在小车做匀加速直线运动过程中,绳子中的拉力大小=__________(用题中所给已知物理量符号来表示);当小车的总质量和所挂钩码的质量之间满足__________时,才可以认为绳子对小车的拉力大小等于所挂钩码的重力;

(2)保持钩码的质量不变,改变小车的质量,某同学根据实验数据画出图线,如图乙所示,可知细线的拉力为__________(保留两位有效数字)。

 

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如图所示,在竖直方向上AB两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连(轻质弹簧的两端分别固定在AB上),BC两物体通过细绳绕过光滑轻质定滑轮相连,A固定在水平地面上,C放在固定的倾角为的光滑斜面上。已知B的质量为mC的质量为4m,重力加速度为g,细绳与滑轮之间的摩擦力不计。现用手按住C,使细绳刚刚拉直但无张力,并保证ab段的细绳竖直、cd段的细绳与斜面平行。开始时整个系统处于静止状态,释放C后,它沿斜面下滑,斜面足够长,则下列说法正确的是

A.整个运动过程中BC组成的系统机械能守恒

B.C下滑过程中,其机械能一直减小

C.B的速度达到最大时,弹簧的伸长量为

D.B的最大速度为2g

 

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质谱仪是用来分析同位素的装置,如图为质谱仪的示意图,其由竖直放置的速度选择器、偏转磁场构成。由三种不同粒子组成的粒子束以某速度沿竖直向下的方向射入速度选择器,该粒子束沿直线穿过底板上的小孔O进入偏转磁场,最终三种粒子分别打在底板MN上的P1P2P3三点,已知底板MN上下两侧的匀强磁场方向均垂直纸面向外,且磁感应强度的大小分别为B1B2,速度选择器中匀强电场的电场强度的大小为E。不计粒子的重力以及它们之间的相互作用,则

A.速度选择器中的电场方向向右,且三种粒子均带正电

B.三种粒子的速度大小均为

C.如果三种粒子的电荷量相等,则打在P3点的粒子质量最大

D.如果三种粒子电荷量均为q,且P1P3的间距为Δx,则打在P1P3两点的粒子质量差为

 

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