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如图所示,通过水平绝缘传送带输送完全相同的正方形单匝铜线框,为了检测出个别未闭合...

如图所示,通过水平绝缘传送带输送完全相同的正方形单匝铜线框,为了检测出个别未闭合的不合格线框,让线框随传送带通过一固定匀强磁场区域(磁场方向垂直于传送带平面向下),观察线框进入磁场后是否相对传送带滑动就能够检测出未闭合的不合格线框。已知磁场边界MN、PQ与传送带运动方向垂直,MN与PQ间的距离为d,磁场的磁感应强度为B。各线框质量均为m,电阻均为R,边长均为L(L<d);传送带以恒定速度v0向右运动,线框与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。线框在进入磁场前与传送带的速度相同,且右侧边平行于MN减速进入磁场,当闭合线框的右侧边经过边界PQ时又恰好与传送带的速度相同。设传送带足够长,且在传送带上始终保持右侧边平行于磁场边界。对于闭合线框,求:

(1)线框的右侧边刚进入磁场时所受安培力的大小;

(2)线框在进入磁场的过程中运动加速度的最大值以及速度的最小值;

(3)从线框右侧边刚进入磁场到穿出磁场后又相对传送带静止的过程中,传送带对该闭合铜线框做的功。

 

(1) (2)am=;v=(3)2μmgd 【解析】 试题分析:(1)闭合铜线框右侧边刚进入磁场时产生的电动势E=BLv0 (1分) 产生的电流I= (1分) 右侧边所受安培力F=BIL= (1分) (2)线框以速度v0进入磁场,在进入磁场的过程中,受安培力而减速运动;进入磁场后,在摩擦力作用下加速运动,当其右侧边到达PQ时速度又恰好等于v0。因此,线框在刚进入磁场时,所受安培力最大,加速度最大,设为am;线框全部进入磁场的瞬间速度最小,设此时线框的速度为v。 线框刚进入磁场时,根据牛顿第二定律有 (1分) 解得am= (1分) 在线框完全进入磁场又加速运动到达边界PQ的过程中,根据动能定理有 (1分) 解得 v= (1分) (3)线框从右侧边进入磁场到运动至磁场边界PQ的过程中 线框受摩擦力f=μmg 由功的公式Wf1=fd (1分) 解得 Wf1=μmgd (1分) 闭合线框出磁场与进入磁场的受力情况相同,则完全出磁场的瞬间速度为v;在线框完全出磁场后到加速至与传送带速度相同的过程中,设其位移x 由动能定理有 (2分) 解得 x=d-L 闭合线框在右侧边出磁场到与传送带共速的过程中位移x'=x+L=d 在此过程中摩擦力做功Wf2=μmgd (1分) 因此,闭合铜线框从刚进入磁场到穿出磁场后又相对传送带静止的过程中,传送带对闭合铜线框做的功W= Wf1+Wf2=2μmgd (1分) 考点:电磁感应,动能定理 【名师点睛】导体棒切割磁感线时,运动速度越快,产生的感应电动势越大,从而感应电流越大,受到的安培力越大,加速度越大,但减速过程中,不会出现匀减速运动,因此求末速度时往往用动能定理解决,而很少应用牛顿运动定律。  
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如图所示,质量M0.40㎏的靶盒A位于光滑水平导轨上,开始时静止在O点,在O点右侧有范围很广的“相互作用区域”,如图中的虚线区域。当靶盒A进入相互作用区域时便有向左的水平恒力F20N作用。在P处有一固定的发射器B,它可根据需要瞄准靶盒每次发射一颗水平速度V050m/s、质量m=0.10㎏的子弹,当子弹打入靶盒A后,便留在盒内,碰撞时间极短。若每当靶盒A停在或到达O点时,就有一颗子弹进入靶盒A内,求:

1)当第一颗子弹进入靶盒A后,靶盒A离开O点的最大距离。

2)当第三颗子弹进入靶盒A后,靶盒A从离开O点到又回到O点所经历的时间

3)当第100颗子弹进入靶盒时,靶盒已经在相互作用区中运动的时间和。

 

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如图1、2所示为利用U-I法测定电源电动势和内阻的两种常用方法,图3和图4是用图像法处理的结果。由于电流表和电压表都不是理想电表,所以测量结果有系统误差。请分析以下问题:

(1)采用图1的方法,引入系统误差的原因是__;采用图2的方法,引入系统误差的原因是______

(2)图3是用______(填“图1”或“图2”)电路处理的结果,其中图线_______(填“”或“”)表示测量图线,图线_______(填“”或“”)表示真实图线;图4是用______(填“图1”或“图2”)电路处理的结果,其中图线_______(填“”或“”)表示测量图线,图线_______(填“”或“”)表示真实图。

 

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用滴水法可以测定重力加速度的值,方法是:在自来水龙头下面固定一挡板,如图所示,仔细调节水龙头,使得前一个水滴滴在挡板上的同时,下一个水滴刚好开始下落.首先量出水龙头口离挡板的高度h,再用秒表计时,计时的方法是:当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时,开启秒表开始计时,并数“1”,以后每听到一滴水声,依次数“234……”,一直数到n时,按下秒表按钮停止计时,读出秒表的读数t

1)写出用上述方法测量重力加速度g的表达式g=____________
2)为了减小误差,改变h的数值,测出多组数据,记录在表格中

表格中的t是水滴从水龙头口到挡板所用的时间,即水滴在空中运动的时间,请在上图的

坐标纸中作出适当的图象,并利用图象求出重力加速度的值g=___m/s2。(要求保留两位有效数字)

 

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如图所示,光滑绝缘细管与水平面成30°角,在管的右上方P点固定一个点电荷+QP点与细管在同一竖直平面内,管的顶端AP点连线水平,图中PB垂直ACBAC的中点。带电荷量为-q的小球(小球直径略小于细管的内径)从管中A处由静止开始沿管向下运动,它在A处时的加速度为a,不考虑小球电荷量对+Q形成的电场的影响。则在电场中(  )

A. A点的电势高于B点的电势

B. B点的电场强度大小是A点的2倍

C. 小球运动到C处的加速度为g -a

D. 小球从AC的过程中电势能先减小后增大

 

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某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2两端的电压与电流的关系如图所示。用此电源和电阻R1、R2组成电路,R1、R2可以同时接入电路,也可以单独接入电路。下列说法正确的是(  )

A. R1、R2串联后接到电源两端时,电源的效率为75%

B. R1、R2并联后接到电源两端时,电源的效率为80%

C. 为使电源输出功率最大,可将R1单独接到电源两端

D. 为使电源输出功率最大,可将R2单独接到电源两端

 

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