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如图所示,平行金属导轨与水平面间夹角均为37°,导轨间距为1 m,电阻不计,导轨...

如图所示,平行金属导轨与水平面间夹角均为37°,导轨间距为1 m,电阻不计,导轨足够长.两根金属棒ab和以ab的质量都是0.2 kg,电阻都是1 Ω,与导轨垂直放置且接触良好,金属棒和导轨之间的动摩擦因数为0.25,两个导轨平面处均存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度B的大小相同.让ab固定不动,将金属棒ab由静止释放,当ab下滑速度达到稳定时,整个回路消耗的电功率为8 W.求:

(1)ab下滑的最大加速度;

(2)ab下落了30 m高度时,其下滑速度已经达到稳定,则此过程中回路电流的发热量Q为多大?

(3)如果将abab同时由静止释放,当ab下落了30 m高度时,其下滑速度也已经达到稳定,则此过程中回路电流的发热量Q为多大?(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)

 

4m/s2 Q=30J Q`=75J 【解析】 试题(1)当ab棒刚下滑时,ab棒的加速度有最大值: a=gsinθ-μgcosθ=4m/s2 (2)ab棒达到最大速度时做匀速运动,其重力功率等于整个回路消耗的电功率, 则有:mgsinθ•vm=P电=8W, 则得:ab棒的最大速度为:vm= 由P电=得:B=0.4T. 根据能量守恒得:mgh=Q+mv2+μmgcosθ×,解得:Q=30J (3)将 a′b′固定解除,a′b′和ab 棒达到最大速度时做匀速运动,根据共点力平衡条件: μmgcosθ+="mgsinθ" 解得:v=5m/s 根据功能关系:2mgh=2×mv2+2×μmgcosθ×,解得:Q`=75J
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如图所示,一质量、电荷量的带负电小球P自动摩擦因数0.5、倾角的粗糙斜面顶端由静止开始滑下,斜面高,斜面底端通过一段光滑小圆弧与一光滑水平面相连。整个装置处在水平向右的匀强电场中,场强E=200N/C,忽略小球在连接处的能量损失,当小球运动到水平面时,立即撤去电场,水平面上放一静止的不带电的质量也为的四分之一圆槽Q,圆槽光滑且可沿水平面自由滑动,圆槽的半径(g=10m/s2)。求:

1)小球P运动到水平面时的速度大小;

2)通过计算判断小球P能否冲出圆槽

 

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某同学欲将量程为300的微安表头G改装成量程为0.3A的电流表。可供选择的实验器材有:

A.微安表头G(量程300,内阻约为几百欧姆)

B.滑动变阻器0 10

C.滑动变阻器050

D.电阻箱(09999.9

E.电源(电动势约为1.5V

F.电源(电动势约为9V

G.开关、导线若干

该同学先采用如图甲的电路测量G的内阻,实验步骤如下:

①按图甲连接好电路,将滑动变阻器的滑片调至图中最右端的位置;

         

②断开,闭合,调节滑动变阻器的滑片位置,使G满偏;

③闭合S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的阻值,使G的示数为200,记下此时电阻箱的阻值。

回答下列问题:

1)实验中电源应选用_____(填“”或“”),滑动变阻器应选用____(填“”或“”)。

2)若实验步骤③中记录的电阻箱的阻值为R,则G的内阻RgR的关系式为Rg=______

3)实验测得G的内阻Rg500Ω,为将G改装成量程为0.3 A的电流表,应选用阻值为_____Ω的电阻与G并联。(保留一位小数)

4)接着该同学利用改装后的电流表A,按图乙电路测量未知电阻Rx的阻值。某次测量时电压表V的示数为1.20V,表头G的指针指在原电流刻度的250处,则Rx_______Ω。(保留一位小数)

 

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如图甲所示,一位同学利用光电计时器等器材做验证机械能守恒定律的实验。有一直径为d、质量为m的小金属球从A处由静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门,测得AB间的距离为HHd),光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t,当地的重力加速度为g。则:

(1)如图乙所示,用螺旋测微器测得小球的直径d________mm

(2)多次改变高度H,重复上述实验,作出H的变化图像如图丙所示,当图中已知量t0H0和重力加速度g及金属球的直径d满足表达式________________时,可判断小球下落过程中机械能守恒;

(3)实验中发现动能增加量ΔEk总是稍小于重力势能减少量ΔEp,增加下落高度后,则ΔEpΔEk_____(填增加”“减小不变)。

 

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宇航员在某星球表面做了如图甲所示的实验,将一插有风帆的滑块放置在倾角为的粗糙斜面上由静止开始下滑,帆在星球表面受到的空气阻力与滑块下滑的速度成正比,即为已知常数。宇航员通过传感器测量得到滑块下滑的加速度与速度的关系图象如图乙所示,已知图中直线在纵轴与横轴的截距分别为,滑块与足够长斜面间的动摩擦因数为,星球的半径为,引力常量为,忽略星球自转的影响。由上述条件可判断出(  )

A.滑块的质量为

B.星球的密度为

C.星球的第一宇宙速度为

D.该星球近地卫星的周期为

 

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如图所示,在直角三角形ABC内存在垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出),AB边长度为d,现垂直AB边射入一群质量均为m、电荷量均为q、速度相同的带正电粒子(不计重力)。已知垂直AC边射出的粒子在磁场中运动的时间为t0,在磁场中运动时间最长的粒子经历的时间为t0。则下列判断正确的是

A. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为4t0

B. 该匀强磁场的磁感应强度大小为

C. 粒子在磁场中运动的轨道半径为

D. 粒子进入磁场时的速度大小为

 

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