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如图甲所示,质量为m的导体棒ab,垂直放在相距为l的平行光滑金属轨道上.导轨平面...

如图甲所示,质量为m的导体棒ab,垂直放在相距为l的平行光滑金属轨道上.导轨平面与水平面间的夹角θ=30°,图中间距为d的两虚线和导轨围成一个矩形区域,区域内存在方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场.导轨上端通过一个电流传感器A连接一个定值电阻,回路中定值电阻除外的其余电阻都可忽略不计.用一平行于导轨的恒定拉力拉着棒,使棒从距离磁场区域为d处由静止开始沿导轨向上运动,当棒运动至磁场区域上方某位置时撤去拉力.棒开始运动后,传感器记录到回路中的电流I随时间t变化的It图象如图乙所示.已知重力加速度为g,导轨足够长.求:

(1)拉力F的大小和匀强磁场的磁感应强度B的大小.

(2)定值电阻R的阻值.

(3)拉力F作用过程棒的位移x

 

(1) (2) (3)x=3d 【解析】【试题分析】(1)由图乙知,棒进入磁场运动过程,回路中电流均保持不变,说明棒在磁场中做匀速运动.研究棒在磁场中向下运动的过程,根据平衡条件和安培力公式结合求出磁感应强度B的大小.研究棒在磁场中向上运动的过程,根据平衡条件和安培力公式结合求拉力F的大小. (2)棒开始运动直到进入磁场过程,运用动能定理列式得到棒进入磁场时的速度,再由欧姆定律求出电阻值. (3)棒离开磁场后拉力作用的位移为(x-2d),从棒离开磁场到再次进入磁场过程,由动能定理得求出棒第二次在磁场中运动时的速度,再由欧姆定律列式,联立求出位移x. (1)棒进入磁场运动过程,回路中电流均保持不变,说明棒在磁场中做匀速运动,在磁场中向下运动过程,有:mgsinθ=2BI0l ① 解得磁感应强度大小为: ② 在磁场中向上运动过程,有:F=mgsinθ+BI0l ③ 解得拉力大小为: ④ (2)棒开始运动直到进入磁场过程,由动能定理得: ⑤ 棒进入磁场后回路中的电流为: ⑥ 解得定值电阻的阻值为: ⑦ (3)棒离开磁场后拉力作用的位移为(x-2d),从棒离开磁场到再次进入磁场过程, 由动能定理得: ⑧ 棒第二次在磁场中运动过程回路中的电流为: ⑨ 解得拉力F作用过程棒的位移为:x=3d ⑩ 【点睛】解决本题的关键要读取图象中有效信息,正确分析棒的运动状态,运用力学的规律,如平衡条件和动能定理等处理.  
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如图所示,水平放置一个长方体的封闭气缸,用无摩擦活塞将内部封闭气体分为完全相同的AB两部分。初始时两部分气体压强均为p、热力学温度均为T。使A的温度升高ΔT而保持B部分气体温度不变。则A部分气体的压强增加量为多少?

 

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如图所示,直径为12cm的凸透镜,在其主轴2倍焦距处垂直于主轴放一长6 cm的物体AB.现于透镜另一侧焦点处放一挡板M,欲使AB经透镜成的像消失,则挡板的最小长度为多少?

 

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所受重力G1=8N的砝码悬挂在绳PAPB的结点上.PA偏离竖直方向37°角,PB在水平方向,且连在所受重力为G2=100N的木块上,木块静止于倾角为θ=37°的斜面上,如图所示.试求:

1)木块与斜面间的摩擦力;

2)木块所受斜面的弹力.

 

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实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表G1内阻r1的电路如图所示。供选择的仪器如下:

待测电流表G1(0~5mA,内阻约300Ω),

电流表G2(0~10mA,内阻约100Ω),

定值电阻R1(300Ω),

定值电阻R2(10Ω),

滑动变阻器R3(0~1000Ω),

滑动变阻器R4(0~20Ω),

干电池(1.5V),

电键S及导线若干。

(1)定值电阻应选___________,滑动变阻器应选___________。(在空格内填写序号)

(2)补全实验步骤:

按电路图连接电路,并将滑动触头移至最左端;

闭合电键S,移动滑动触头至某一位置,记录G1G2的读数I1I2

___________________________________________

I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图所示。

(3)根据I2-I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式r1=______________________

 

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一条导线中的电流为1.6A,在1s内通过这条导线某一横截面的电子有_____个.

 

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