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如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1.0m,导轨平...

如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1.0m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R=1.5Ω的电阻。匀强磁场大小B= 0.4T、方向与导轨平面垂直.质量为m= 0.2kg、电阻r=0.5Ω的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25已知sin 37=0.6,cos37=0.8,取g=10m/s2

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1求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;

2求金属棒稳定下滑时的速度大小及此时ab两端的电压Uab为多少;

3当金属棒下滑速度达到稳定时,机械能转化为电能的效率是多少保留2位有效数字

 

(1)4m/s2(2)(3)67% 【解析】 试题分析:(1)金属棒开始下滑的初速为零,根据牛顿第二定律: 由①式解得: 故金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小为4m/s2 (2)设金属棒运动达到稳定时速度为v,棒在沿导轨方向受力平衡: 由欧姆定律有:, 联立代入数据解得: 故金属棒稳定下滑时的速度大小为v=10m/s,此时ab两端的电压. (3)当金属棒下滑速度达到稳定时,装置的电功率: 装置的机械功率:,机械能转化为电能的效率: 代入数据解得: 故机械能转化为电能的效率是67% 考点:考查了导体切割磁感线运动 【名师点睛】金属棒开始下滑时,速度为零,没有感应电流产生,因此不受安培力作用,对棒正确受力分析,根据牛顿第二定律即可正确求解.导体棒稳定下滑时,合外力为零,根据受力平衡列方程可求出棒的速度,注意ab两端的电压为路端电压,根据闭合电路欧姆定律可正确解答.金属棒稳定下滑时,重力功率转化为电功率,据此可以求出机械能转化为电能的效率  
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考点分析:
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如图a,M、N、P为直角三角形的三个顶点,∠M=37°,MP中点处固定一电量为Q的正点电荷,MN是长为a的光滑绝缘杆,杆上穿有一带正电的小球可视为点电荷,小球自N点由静止释放,小球的重力势能和电势能随位置x取M点处x=0的变化图像如图b所示,取sin37°=0.6,cos37°=0.8。

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1b中表示电势能随位置变化的是哪条图线?

2求势能为E1时的横坐标x1和带电小球的质量m;

3已知在x1处时小球与杆间的弹力恰好为零,求小球的电量q;

 

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某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内电阻.

A.待测干电池两节,每节电池电动势约为1.5V,内阻约几欧姆

B.直流电压表V1、V2,量程均为3V,内阻约为3kΩ

C.定值电阻R0未知

D.滑动变阻器R,最大阻值为Rm

E.导线和开关

1根据如图甲所示的实物连接图,在图乙方框中画出相应的电路图。

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2实验之前,需要利用该电路图测出定值电阻R0,方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm,再闭合开关,电压表V1和V2的读数分别为U10、U20,则R0=______________用U10、U20、Rm表示

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3实验中移动滑动变阻器触头,读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2,描绘出U1-U2图象如图丙所示,图中直线斜率为k,与横轴的截距为a,则两节干电池的总电动势E=________,总内阻r=_________用k、a、R0表示

 

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如图所示,左右边界分别为PP′、QQ′的匀强磁场的宽度为d,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。一个质量为m、电荷量大小为q的微观粒子,沿与左边界PP′成θ=45°方向以速度v0垂直射入磁场。不计粒子重力,欲使粒子不从边界QQ′射出,v0的最大值可能是

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A.满分5 manfen5.com    B.满分5 manfen5.com       C.满分5 manfen5.com   D.满分5 manfen5.com

 

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边长为L的正方形线圈A,通有逆时针方向的恒定电流I,用两根轻质绝缘细线静止地悬挂在水平长直导线MN的正下方h处,如图所示。当导线MN中无电流时,两细绳中张力均为T;当通过MN的电流为I1时,两细绳中张力均减为αT 0<α<1;而当通过MN的电流为I2时,细绳中张力恰好为零。已知长直通电导线周围磁场的磁感应强度B与到导线的距离r成反比即B=满分5 manfen5.com,k为常数。由此可知,MN中的电流方向和电流大小之比I1: I 2分别为

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A.向左,1+α       B.向右,1+α       C.向左,1-α         D.向右,1-α

 

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如图所示,三条平行虚线位于纸面内,中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度等大反向.菱形闭合导线框ABCD位于纸面内且对角线AC与虚线垂直,磁场宽度与对角线AC长均为d,现使线框沿AC方向匀速穿过磁场,以逆时针方向为感应电流的正方向,则从C点进入磁场到A点离开磁场的过程中,线框中电流i随时间t的变化关系正确的是

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