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如图所示,倾角为θ=37°的足够长平行导轨顶端bc间、底端ad间分别连一电阻,其...

如图所示,倾角为θ=37°足够长平行导轨顶端bc间、底端ad间分别连一电阻,其阻值为R1=R2=2r,两导轨间距为L=1m。在导轨与两个电阻构成的回路中有垂直于轨道平面向下的磁场,其磁感应强度为B1=1T。在导轨上横放一质量m=1kg、电阻为r=1Ω、长度也为L的导体棒ef,导体棒与导轨始终良好接触,导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5。在平行导轨的顶端通过导线连接一面积为S=0.5m2、总电阻为r、匝数N=100的线圈(线圈中轴线沿竖直方向),在线圈内加上沿竖直方向,且均匀变化的磁场B2(图中未画),连接线圈电路上的开关K处于断开状态,g=10m/s2,不计导轨电阻。

求:

(1)从静止释放导体棒,导体棒能达到的最大速度是多少?

(2)导体棒从静止释放到稳定运行之后的一段时间内,电阻R1上产生的焦耳热为Q=0.5J,那么导体下滑的距离是多少

(3)现闭合开关K,为使导体棒静止于倾斜导轨上,那么在线圈中所加磁场的磁感应强度的方向及变化率大小的取值范围

 

⑴⑵⑶ 【解析】⑴对导体棒,由牛顿第二定律有 ① 其中 ② 由①②知,随着导体棒的速度增大,加速度减小,当加速度减至0时,导体棒的速度达最大,有 ③ ⑵导体棒从静止释放到稳定运行之后的一段时间内,由动能定理有 ④ 根据功能关系有 ⑤ 根据并联电路特点得 ⑥ 由③④⑤⑥联立得 ⑦ ⑶开关闭合后,导体棒ef受到的安培力 ⑧ 干路电流 ⑨ 电路的总电阻 ⑩ 根据电路规律及⑨⑩得 ⑪ 由⑧⑪联立得 ⑫ 当安培力较大时 ⑬ 由⑫⑬得 ⑭ 当安培力较小时 ⑮ 由⑫⑮得 ⑯ 故为使导体棒静止于倾斜导轨上,磁感应强度的变化的取值范围为: ⑰ 根据楞次定律和安培定则知闭合线圈中所加磁场:若方向竖直向上,则均匀减小;若方向竖直向下,则均匀增强。  
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考点分析:
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如图所示,一边长为L的正三角形abO,bO边位于直角坐标系的x轴上,O点正是坐标原点,三角形三边的中点分别为c、d、e、df垂直于aO边、垂足为d,df与y轴的交点为f,cd与y轴的交点为g,在cg下方的三角形内有垂直坐标平面向外的匀强磁场,gh平行于df、且垂直于fi、垂足为i,以fi、gh为边界的足够大范围存在平行于fi的匀强电场,场强为E。现从e点垂直于bO边以速度v0入射一带正电的粒子,不计粒子的重力,粒子的荷质比为k,,该粒子以最短时间通过磁场后运动到d点,并且垂直于aO边离开磁场.

(1)磁感应强度B

(2)粒子过f点后再次到达y轴的位置坐标;

(3)粒子从e点开始运动到电场中速度

方向平行y轴的过程,所用时间是多少?

 

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如图所示,用导线绕成匝数N=50匝的直角三角形线框ACD,该线框绕与匀强磁场垂直的OO′(OO′轴与AD边共线)匀速转动 ,转速为n=25r/s垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度B=0.5T三角形线框的AC边长为30cmAD边长为50cm三角形线框的总电阻r=5Ω不计一切摩擦.当线框通过滑环和电刷与R=10Ω外电阻相连时,求

(1)线圈从图示位置转过的过程中通过外电阻R上的电量q

(2)线圈从图示位置转过π的过程中外力的功。

 

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如图所示,ACB为光滑弧形槽(弧形槽的圆心未画出),弧形槽半径为RC为弧形槽最低点,两端点距最低点的高度差为hR 先让甲球静止在C点的正上方,乙球从A点由静止释放,问:

(1)乙球对弧形槽的最大压力是多少?

(2)若在圆弧最低点C的正上方H处由静止释放小球甲,让其自由下落,同时将乙球从圆弧左侧由静止释放,欲使甲、乙两球在圆弧最低点C处相遇,则甲球下落的高度H至少是多少?

 

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在做描绘小电珠的伏安特性曲线的实验时所用电流表内阻约为几欧电压表内阻约为十几千欧实验中得到了多组数据通过描点连线在IU坐标系中得到了小电珠的伏安特性曲线如图甲所示

(1)在虚线框中画出实验电路图______

(2)根据图所示可确定小电珠的功率PU2PI2的关系下列图中合理的是________

(3)将被测小电珠与定值电阻R和电源串联成如图所示的电路电源电动势为6.0 V,内阻为1.5 Ω,定值电阻R为3.5 Ω,小电珠消耗的实际功率为________W(结果保留3位有效数字)。

 

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成都某中学一同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中,先测得摆线长为97.86cm,再用20分度的游标卡尺测得小球直径为2.880cm,后用秒表记录了单摆全振动50次所用的时间为100.0s.则

(1)记录时间应从摆球经过_________开始计时,测得单摆的周期是__________s(保留2位有效数字)。

(2)如果他在实验中误将50次全振动数为51次,测得的值________。(填“偏大”或“偏小”或“准确”)

(3)该同学改变摆长测了多组数据,在处理数据时,他以为纵坐标,以周期T为横坐标,作出如图所示的图象,已知该图线的斜率为k0.495 ,则重力加速度为________m/s2.(结果保留3位有效数字,π取3.14)

 

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