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两根平行金属导轨放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨之间的距离为L,仅在虚线MN下...

两根平行金属导轨放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨之间的距离为L,仅在虚线MN下面的空间存在着磁感应强度随高度变化的磁场(同一水平线上各处磁感应强度相同),磁场方向垂直斜面向下,导轨上端跨接一阻值为R的定值电阻.质量为m的金属棒的两端套在导轨上并可在导轨上无摩擦滑动,金属棒始终与导轨垂直,导轨和金属棒的电阻不计,现将金属棒从O处由静止释放,进入磁场后金属棒正好做匀减速运动,刚进入磁场时速度为v,到达P处时速度为0.5v,O处和P处到MN的距离相等,已知重力加速度为g.求:

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(1)金属棒在磁场中所受安培力F的大小;

(2)在金属棒从开始运动到P处的过程中,电阻R上共产生多少热量.

 

(1)金属棒在磁场中所受安培力F的大小为mgsinθ; (2)在金属棒从开始运动到P处的过程中,电阻R上共产生热量mv2. 【解析】 试题分析:(1)根据动能定理列式求解刚进入磁场的速度;在磁场中,棒受重力、支持力和安培力,再次由动能定理求解安培力的大小; (2)金属棒在磁场区域运动的过程中,根据能量守恒定律可得出电阻R上产生的热量. 【解析】 (1)设O点和P点到MN的间距均为s,从O到MN过程中,根据动能定理有 mgs sinθ=mv2﹣0 从MN到P的过程中棒做匀减速运动,安培力的大小不变,据动能定理有: mgs sinθ﹣Fs=m(0.5v)2﹣mv2 得F=mgsinθ (2)棒从MN到P过程中根据能量守恒有 Q=mgssinθ+mv2﹣m(0.5v)2 得Q=mv2 答:(1)金属棒在磁场中所受安培力F的大小为mgsinθ; (2)在金属棒从开始运动到P处的过程中,电阻R上共产生热量mv2. 【点评】本题是电磁感应与力学知识的综合,动能定理和能量守恒定律是普遍遵守的定律.  
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考点分析:
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如图所示,半径R=0.4m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内,轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ=30°,下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切,一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上.质量m=0.1kg的小物块(可视为质点)从空中A点以v0=2m/s的速度被水平抛出,恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道,经过C点后沿水平面向右运动至D点时,弹簧被压缩至最短,C、D 两点间的水平距离L=1.2m,小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,g取10  m/s2.求:

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(1)小物块经过圆弧轨道上B点时速度vB的大小;

(2)小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小;

(3)弹簧的弹性势能的最大值Epm

 

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在测量金属丝电阻率的实验中,可供选用的器材如下:

待测金属丝:Rx(阻值约4Ω,额定电流约0.5A);

电压表:V(量程3V,内阻约3kΩ);

电流表:A1(量程0.6A,内阻约0.2Ω);

电流表:A2(量程3A,内阻约0.05Ω);

电源:E1(电动势3V,内阻不计);

E2(电动势12V,内阻不计);

滑动变阻器:R(最大阻值约20Ω);

螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线.

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①用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图1所示,读数为      mm.

②若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选      、电源应选      (均填器材代号),

③在图2虚线框内完成电路原理图.

 

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为了测量木块与木板间动摩擦因数μ,某小组使用位移传感器设计了如图1所示实验装置,让木块从倾斜木板上一点A由静止释放,位移传感器可以测出木块到传感器的距离.位移传感器连接计算机,描绘出滑块相对传感器的位移s随时间t变化规律,如图2所示.

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①根据上述图线,计算0.4s时木块的速度v=      m/s,木块加速度a=      m/s2

②为了测定动摩擦因数μ,还需要测量的量是      ;(已知当地的重力加速度g)

③为了提高木块与木板间动摩擦因数μ的测量精度,下列措施可行的是     

A.A点与传感器距离适当大些

B.木板的倾角越大越好

C.选择体积较大的空心木块

D.传感器开始计时的时刻必须是木块从A点释放的时刻.

 

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如图所示,A、B、C三个小球(可视为质点)的质量分别为m、2m、3m,B小球带负电,电荷量为q,A、C两小球不带电(不考虑小球间的静电感应),不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来悬挂在O点,三个小球均处于竖直向上的匀强电场中,电场强度大小为E,以下说法正确的是(  )

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A.静止时,A、B两小球间细线的拉力为5mg+qE

B.静止时,A、B两小球间细线的拉力为5mg﹣qE

C.剪断O点与A小球间细线的瞬间,A、B两小球间细线的拉力为满分5 manfen5.comqE

D.剪断O点与A小球间细线的瞬间,A、B两小球间细线的拉力为满分5 manfen5.comqE

 

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太阳系的行星都在绕太阳运转,我们把行星的运动简化为圆周运动如图,从水星凌日即水星和地球太阳在一条直线上开始计时,经过相同的时间,测量出水星和地球绕太阳运动的角度分别为θ1和θ2(均小于90度).则由此可求得水星和地球(  )

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A.到太阳的距离之比

B.绕太阳运动的周期之比

C.绕太阳的动能之比

D.受到的太阳引力之比

 

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