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如图所示,固定的光滑金属导轨间距为L,导轨电阻不计,上端a、b间接有阻值为R的电...

如图所示,固定的光滑金属导轨间距为L,导轨电阻不计,上端a、b间接有阻值为R的电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ,且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知弹簧的劲度系数为k,弹簧的中心轴线与导轨平行。

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⑴求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向;

⑵当导体棒第一次回到初始位置时,速度变为v,求此时导体棒的加速度大小a;

⑶导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep,求导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q。

 

(1),电流方向为b→a (2)(3) 【解析】 试题分析:(1)棒产生的感应电动势E1=BLv0 通过R的电流大小 根据右手定则判断得知:电流方向为b→a (2)棒产生的感应电动势为E2=BLv 感应电流 棒受到的安培力大小,方向沿斜面向上,如图所示. 根据牛顿第二定律 有|mgsinθ-F|=ma 解得 (3)导体棒最终静止,有 mgsinθ=kx 弹簧的压缩量 设整个过程回路产生的焦耳热为Q0,根据能量守恒定律 有 解得 电阻R上产生的焦耳热 考点:牛顿第二定律;能量守恒定律 【名师点睛】本题力电磁综合题目,是导体棒在导轨上滑动的类型,解题时要认真分析物理过程及受力情况,正确的计算安培力和分析能量如何转化是解题的关键,此题综合性较强,意在考查学生综合分析问题解决问题的能力.  
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考点分析:
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两端开口、内表面光滑的U形管处于竖直平面内,如图所示,质量均为m=10 kg的活塞A、B在外力作用下静止于左右管中同一高度h处,将管内空气封闭,此时管内外空气的压强均为p0=1.0×105 Pa.左管和水平管横截面积S1=10 cm2,右管横截面积S2=20 cm2,水平管长为3h.现撤去外力让活塞在管中下降,求两活塞稳定后所处的高度.(活塞厚度均大于水平管直径,管内气体初末状态同温,g取10 m/s2)

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(1)为了使温度过高时报警器响铃,c应接在______处(填a或b)。

(2)若使启动报警的温度提高些,应将滑动变阻器滑片P向___移动(填左或右)。

(3)如果在调试报警器达最低报警温度时,无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作,且电路连接完好,各电路元件都能处于工作状态,则造成工作电路不能正常工作的原因可能是_________________(写出一个)。

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在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为1 000 mL溶液中有纯油酸0. 6 mL,用注射器测得1 mL上述溶液为80滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开,测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中正方形方格的边长为1 cm,试求:

(1)油酸膜的面积是        cm2 ;

(2)实验测出油酸分子的直径是         m;(结果保留两位有效数字)

(3)实验中为什么要让油膜尽可能散开?              

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