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如图甲所示,足够长的柔软导线跨过滑轮悬挂两条水平金属棒MN、PQ ,棒长均为l=...

如图甲所示,足够长的柔软导线跨过滑轮悬挂两条水平金属棒MNPQ ,棒长均为l=0.50m,电阻值均为R =1.0Ω的电阻。MN质量m1=0.10kg PQ质量m2=0.20kg,整个装置处于磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中,磁场方向水平且垂直于MNPQt=0时刻,对金属棒MN施加一个竖直向下的外力F,使之由静止开始运动,运动过程中电路中的电流I随时间t变化的关系如图乙所示。电路中其他部分电阻忽略不计, g10m/s2

(1)2.0s末金属棒MN瞬时速度的大小;

(2)4.0s末力F的瞬时功率;

(3)已知0~3.0s时间内MN上产生的热量为0.36J,试计算F对金属棒MN所做的功。

 

(1) 0.80m/s;(2)3.1W;(3)2.7J 【解析】 (1)根据双棒反向切割磁感线,产生的电动势为 E=2Blv 由闭合电路的欧姆定律可知,电路中的电流为 而由图乙可得,t=2.0s时, I=0.4A,代入数据解得 v=0.80m/s (2)由可知,金属棒做初速度为零的匀加速直线运动,由运动学规律 v =at 解得金属棒的加速度大小 a=0.40m/s2 对金属棒进行受力分析,根据牛顿第二定律得 F+m1g-m2 g-2F安=(m1+m2)a 又F安=BIl 由题图乙可得t=4.0s时,I=0.8A,代入数据解得 F安=0.4N,F=1.92N 由速度与电流的关系可知t=4.0s时,v=1.6m/s,根据 P= Fv 解得 P =3.1W (3)MN与PQ串联,可知电路中产生的总热量为 Q总=2×0.36J=0.72J 根据能量守恒定律有 又 v2=at2 联立可得F对金属棒所做的功 W=2.7J  
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考点分析:
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某同学用如图所示的气垫导轨和光电门装置来做“验证动能定理”的实验,他的操作步骤如下∶

①将一端带有定滑轮的气垫导轨放置在实验台上,②将光电门固定在气垫轨道上离定滑轮较近一端的某点B处,③将带有遮光条的质量为M的滑块放置在气垫导轨上的A处,④用n个质量为m的钩码连接成串,经绕过滑轮的细线拉滑块,使滑块从A点由静止释放,在光电计时器上读出遮光条通过光电门的时间t ,⑤改变钩码个数,使滑块每次从同一位置A由静止释放,重复上述实验过程。实验中释放点A到光电门的距离为s ,遮光条的宽度为d

(1)该同学操作中疏漏的重要实验步骤是___________

(2)数据处理时,该同学认为钩码的总重力等于滑块所受的外力,得出滑块动能的表达式为______,滑块所受外力做功的表达式为______

(3)根据你掌握的物理知识判断,该同学认为“钩码的总重力等于滑块所受的外力”,是否合理,并说明理由______

(4)该同学正确操作后,用图像法处理数据,若以钩码个数为横轴,以时间t____次方为纵轴,画出的图像是直线,直线斜率的表达式是____

 

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手机电池多为锂电池,这种电池的电动势并不是一个定值,刚充满的电池电动势约4.2V,在使用过程中降低到3.2V时建议终止放电。为尽可能精确地测量出某手机电池刚充满电时的电动势,可供选用的器材如下∶

A.电流表A:量程0~0.6A、内阻0.6Ω

B.电压表V:量程0~15V、内阻3kΩ

C.滑动变阻器R:最大阻值

D.电阻箱R0 0~9999Ω

E.待测手机电池E

F.一个开关S及导线若干

(1)选用合适的仪器,在答题纸的虚线框内画出你设计的实验电路图_________

(2)根据自己设计的电路,得到电动势需要测量的物理量有________,电动势测量值的表达式________

 

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如图所示,光滑水平桌面上并排放两个完全相同的可视为质点的物块AB,质量均为m ,其中物块A被一条遵守胡克定律的弹性绳连接,绳另一端固定在高处O点,弹性绳的原长为L,劲度系数为k,当物块AO点正下方时绳处于原长状态。现使物块AB一起从绳和竖直方向夹角为θ=60°开始释放,下列说法正确的是(  )

A.刚一释放时物块A对物块B的推力为

B.物块A向右运动的最远距离为

C.从静止到物块AB分离,绳对A做的功大于AB做的功

D.从静止到物块AB分离,绳对A的冲量大于AB的冲量

 

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如图所示,光滑水平地面上有AB两物体,质量都为m B左端固定一个处在压缩状态的轻弹簧,轻弹簧被装置锁定,当弹簧再受到压缩时锁定装置会失效。A以速率v向右运动,当A撞上弹簧后,设弹簧始终不超过弹性限度,关于它们后续的运动过程说法正确的是(  )

A.A物体最终会静止, B物体最终会以速率v向右运动

B.AB系统的总动量最终将大于mv

C.AB系统的总动能最终将大于

D.当弹簧的弹性势能最大时AB的总动能为

 

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北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。由35颗卫星组成,包括5颗静止轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星、27颗中地球轨道卫星,下表给出了其中三颗卫星的信息,其中倾角为轨道平面与赤道平面的夹角。下列陈述正确的是(  )

A.北斗-IGSO2的运行周期和地球自转周期相等

B.北斗-G4的线速度小于北斗-M3的线速度

C.北斗-IGSO2总在地面上某点的正上方

D.北斗-IGSO2和北斗-M3的周期的三分之二次方之比约等于

 

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