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如图所示,两光滑的平行金属导轨间距L=0.5m,导轨平面与水平面的夹角θ=30°...

如图所示,两光滑的平行金属导轨间距L=0.5m,导轨平面与水平面的夹角θ=30°。区域ABCD内有宽度d=0.2m垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度为B=0.6TP1P2均为质量m=0.1kg、电阻r=0.3Ω的细金属棒,垂直导轨放置在导轨平面上与其接触良好,P1能移动,P2被固定,导轨电阻忽略不计。用平行于导轨向上的恒定拉力FP1从静止开始向上拉,恰好以v=2m/s的速度匀速穿过磁场区域,取g=10m/s2。求:

(1)拉力F的大小;

(2)金属棒P1穿过磁场的过程中,它产生的热量Q

(3)金属棒P1由静止开始到穿过磁场的过程中,拉力F的平均功率P

 

(1)0.8N;(2)0.03J;(3) 【解析】 (1)金属棒P1匀速穿过磁场的过程中,对P1有 其中 解得 (2)金属棒P1穿过磁场的过程,克服安培力做的功为 其中 金属棒P1产生的热量 (3)金属棒匀加速运动时,根据牛顿第二定律可得 拉力F做的功为 匀速运动的时间为 故拉力F的平均功率为  
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考点分析:
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某同学设计了如下实验来测量物体的质量,如图所示,利用铁架台固定一轻质滑轮,通过跨过滑轮的轻质细绳悬吊两个相同的物块AB,物块A侧面粘贴小遮光片(质量忽略不计)。在物块AB下各挂4个相同的小钩码,每个小钩码的质量均为10g。光电门CD通过连杆固定于铁架台上,并处于同一竖直线上,光电门CD之间的距离h=60.0cm。两光电门与数字计时器相连(图中未画出),可记录遮光片通过光电门的时间。初始时,整个装置处于静止状态,取当地的重力加速度g=10m/s2。实验步骤如下:

(1)如图所示,用游标卡尺测量遮光片的宽度,遮光片的宽度d=____cm

(2)1个钩码从物块B的下端摘下并挂在物块A下端的钩码下面。释放物块,计时器记录遮光片通过光电门CD的时间分别为t1=20.80mst2=10.40ms。物块A下落过程的加速度a=_______m/s2,单个物块的质量为______kg

(3)为了减小实验误差,该同学再依次取n=234个钩码从物块B的下端摘下并挂在物块A下端的钩码下面,进行多次实验,并根据多次测量的数据,绘制an图像,如图所示。该图线不过坐标原点的原因可能是_________;若图线的斜率为k,则单个物块的质量为______(用题给字母mgh等表示)。

 

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某同学设计了图示电路测量一个定值电阻的阻值(约为几千欧),图中电源为两节干电池组成的电池组。实验步骤如下:

A.按电路图连接好电路,闭合开关S后,再闭合开关S2,调节滑动变阻器滑片至适当位置,读出电压表的读数U1,电流表的读数I1

B.再闭合开关S1,调节滑动变阻器滑片至适当位置,读出电压表的读数为U2,电流表的读数为I2

(1)若在步骤A中,电压表的示数如图所示,则U1=____V

(2)由实验数据测出电压表内阻Rv=________;待测电阻的阻值R=____。(用测量的物理量表示)

(3)仅考虑系统误差,该实验待测电阻阻值的测量值______(填“大于”、“等于”或“小于”)它的真实值。

 

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一个圆筒的横截面如图所示,圆筒的半径为R,在圆筒的圆心位置垂直纸面放置一根长为L的导体棒L1。导体棒两端用两根轻质细线悬挂在圆筒壁上,导体棒的质量为m,导体棒中通有恒定电流I,为使导体棒L1静止于圆心O位置,并使细线与竖直方向的夹角为37°,在圆筒内壁上放一长度也为L的通电导体棒L2,并通有垂直纸面向里,大小可改变的电流,开始时L2放在与L1同一水平线上,然后使L2沿着圆筒内壁逐渐向上移动至最高点,过程中导体棒L1始终静止。已知直线电流在周围空间产生磁场的磁感应强度k为比例常数,r为某点到导线的距离,导线的半径可忽略,I为导线中电流强度的大小,重力加速度为gsin37°=0.6。下列说法正确的是(  )

A.开始时L2中电流的大小为 B.L2中的电流逐渐减小

C.L2中所加电流的最小值为 D.轻质细线的拉力不变

 

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图甲所示电路中,理想变压器原副线圈的匝数比为10:1R0是定值电阻,R是滑动变阻器,电容器C的耐压值为50V。变压器原线圈输入的电压如图乙所示,所有电表均为理想电表。下列说法正确的是(  )

A.副线圈两端电压的频率为10Hz B.电流表A1A2的示数之比为1:10

C.滑片P向上移动时,电流表A3的示数不变 D.滑片P向下移动时,电流表A1A2的示数均增大

 

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如图所示,在矩形区域ABCD内有一垂直纸面向里的匀强磁场,AB=5cmAD=10cm,磁感应强度B=0.2T。在AD的中点P有一个发射正离子的装置,能够连续不断地向纸面内的各个方向均匀地发射出速率为v=1.0×105m/s的正离子,离子的质量m=2.0×1012kg,电荷量q=1.0×105C,离子的重力不计,不考虑离子之间的相互作用,则(  )

A.从边界BC边飞出的离子中,BC中点飞出的离子在磁场中运动的时间最短

B.边界AP段无离子飞出

C.CDBC边飞出的离子数之比为12

D.若离子可从BC两点飞出,则从B点和C点飞出的离子在磁场中运动的时间相等

 

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