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如图,MN、PQ为两根足够长的水平放置的平行金属导轨,间距L= 1m;整个空间以...

如图,MNPQ为两根足够长的水平放置的平行金属导轨,间距L= 1m;整个空间以OO′为边界,左侧有垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小B1= 1T,右侧有方向相同、磁感应强度大小B2=2T的匀强磁场。两根完全相同的导体棒ab,质量均为m=0.1kg,与导轨间的动摩擦因数均为μ=0.2,其在导轨间的电阻均为R=1Ω。开始时,ab棒均静止在导轨上,现用平行于导轨的恒力F=0.8N向右拉b棒。假定a棒始终在OO′左侧运动,b棒始终在OO′右侧运动,除导体棒外其余电阻不计,滑动摩擦力和最大静摩擦力大小相等,g10m/s2

1a棒开始滑动时,求b棒的速度大小;

2)当b棒的加速度为1.5m/s2时,求a棒的加速度大小;

3)已知经过足够长的时间后,b棒开始做匀加速运动,求该匀加速运动的加速度大小,并计算此时a棒中电流的热功率。

 

(1) (2) (3) 【解析】 试题分析:(1)设棒开始滑动时电流强度为I,棒的速度为 由共点力平衡知识,得: 由法拉第电磁感应定律和欧姆定律知: 联立知。 (2)设棒的加速度,棒的加速度,由牛顿第二定律知, 联立得到:。 (3)设棒开始做匀加速运动加速度,棒开始做匀加速运动加速度 由牛顿第二定律知:, 由法拉第电磁感应定律和欧姆定律知: 由于电流不变,则为常量 所以两棒加速度满足以下关系: 联立知:, 由焦耳定律知: 代入数据。 考点:导体切割磁感线时的感应电动势、安培力 【名师点睛】本题是电磁感应中的力学问题,综合运用电磁磁学知识和力平衡知识、楞次定律、欧姆定律、电功率公式即可正确解题;要注意基础知识的学习与运用。  
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考点分析:
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如图所示,在光滑的水平地面上,相距L=10 mAB两个小球均以v0=10 m/s向右运动,随后两球相继滑上倾角为30°的足够长的光滑斜坡,地面与斜坡平滑连接,取g=10 m/s2。求:

(1)B球刚要滑上斜坡时AB两球的距离;

(2)A球滑上斜坡后经过多长时间两球相遇。

 

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某实验小组想通过实验研究苹果电池的电动势和内阻。他们制作了一个苹果电池进行研究,了解到苹果电池的内阻可能比较大,因此设计了一个如图1所示的实物电路进行测量。

(1)请按图中所示实物图在方框内画出电路图______(电源用“”表示)

(2)测定苹果电池的电动势和内阻,所用的器材有:

①苹果电池E:电动势约为1 V

②电压表V:量程1 V,内阻RV3 kΩ

③电阻箱R:最大阻值9 999 Ω

④开关S,导线若干。

(3)实验步骤如下:

①按电路图连接电路 (为电路安全,先将电阻箱的电阻调到最大值)

②闭合开关S,多次调节电阻箱,记下电压表的示数U和电阻箱相应的阻值R,并计算出对应的的值,如下表所示:

R

9 000

6 000

5 000

4 000

3 000

2 000

R1/(104Ω1)

1.1

1.7

2.0

2.5

3.3

5.0

U/V

0.53

0.50

0.48

0.46

0.43

U1/V1

1.9

2.0

2.1

2.2

2.3

 

 

 

③以为纵坐标,为横坐标,将计算出的数据描绘在坐标纸内,作出图线

④计算得出苹果电池的电动势和内阻

请回答下列问题:

图2

.实验得到的部分数据如上表所示,其中当电阻箱的电阻R2 000 Ω时,电压表的示数如图2所示。读出数据,完成上表。

答:①________________

.请根据实验数据在图3中作出图线_____

图3

.根据图线求得该苹果电池的电动势E________V,内阻r________Ω(保留2位有效数字)

 

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某实验小组在做验证牛顿第二定律实验中.

1)在闭合电键之前,甲同学将实验器材组装成图甲所示.请指出该装置中的错误或不妥之处(只要答出其中的两点即可):_________________________

2)乙同学将上述装置调整正确后进行实验,在实验中得到如图乙所示的一条纸带,图中相邻两计数点之间还有四个点没有画出,由图中的数据可计算得小车加速度为_______m/s2.(保留两位有效数字)

3)丙同学在利用上述调整好的装置进行实验中,保持砂和砂桶的总质量不变,小车自身的质量为M且保持不变,改变小车中砝码的质量m,并测出小车中放不同砝码时所对应的加速度a,以m为横坐标, 为纵坐标,在坐标纸上作出如图丙所示的关系图线,图中纵轴上的截距为b,则小车受到的拉力大小为_____________

 

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在半径为R的圆形区域内,存在垂直圆面的匀强磁场。圆边上的P处有一粒子源,不断沿垂直于磁场的各个方向,向磁场区发射速率均为v0的同种粒子,如图所示。现测得:当磁感应强度为B1时,粒子均从由P点开始弧长为πR的圆周范围内射出磁场;当磁感应强度为B2时,粒子则都从由P点开始弧长为πR的圆周范围内射出磁场。不计粒子的重力,则(  )

A. 前、后两次粒子运动的轨迹半径比为r1r2

B. 前、后两次粒子运动的轨迹半径比为r1r2=23

C. 前、后两次磁感应强度的大小之比为B1B2

D. 前、后两次磁感应强度的大小之比为B1B2

 

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如图所示,水平放置的光滑平行金属导轨,左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,右端与半径为L20 cm的光滑圆弧导轨相接.导轨宽度为20 cm,电阻不计.导轨所在空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B0.5 T.一根垂直导轨放置的质量m60 g、电阻R1 Ω、长为L的导体棒ab,用长也为20 cm的绝缘细线悬挂,导体棒恰好与导轨接触.当闭合开关S后,导体棒沿圆弧摆动,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态.当导体棒ab速度最大时,细线与竖直方向的夹角θ53°(sin 53°0.8g10 m/s2),则(  )

A. 磁场方向一定竖直向上

B. 电源的电动势E8.0 V

C. 导体棒在摆动过程中所受安培力F8 N

D. 导体棒摆动过程中的最大动能为0.08 J

 

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