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如右图所示,PQ和MN是固定于倾角为37°斜面内的平行光滑金属轨道,轨道足够长,...

如右图所示,PQMN是固定于倾角为37°斜面内的平行光滑金属轨道,轨道足够长,其电阻可忽略不计.金属棒abcd 放在轨道上,始终与轨道垂直,且接触良好.金属棒ab的质量为2mcd的质量为m,长度均为L、电阻均为R;两金属棒的长度恰好等于轨道的间距,并与轨道形成闭合回路.整个装 置处在垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,若锁定金属棒ab不动,使金属棒cd在与其垂直且沿斜面向上的恒力F=2mg作用下,沿轨道向上做匀速运动.某时刻t0=0,恒力大小变为F′=1.8mg,方向不变,同时解锁、静止释放金属棒ab,直到t时刻金属棒ab开始做匀速运动.(重力加速度为g,sin37°=0.6).

(1) cd棒在恒力F=2mg 作用下匀速运动时速度的大小;

(2) t0t时间内通过金属棒ab的电荷量q

(3)在第(2)问中若金属棒ab沿轨道上升的距离为x1,金属棒cd沿轨道上升的距离为x2,x2>x1.求在该过程中系统产生的热量Q

 

(1)(2)(3) 【解析】【解析】 (1) , 解得 (2)设t时刻金属棒ab做匀速运动的速度为v1,金属棒cd做匀速运动的速度为v2,金属棒ab做匀速运动,则金属棒ab做匀速运动,则 由金属棒ab、金属棒cd组成的系统动量守恒得: 此时回路电流为: 解得, to~t时刻内对金属棒ab分析:设在电流为i的很短时间△r内,速度的改变量为△v由动量定理得: 即 解得 (3)在to~t时刻内对金属棒ab和金属棒cd组成的系统,由动能定理: 代入数据解得  
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如右图所示,一装满水的水槽放在太阳光下,将平面镜M斜放入水中,调整其倾斜角度,使一束太阳光从O点经水面折射和平面镜反射,然后经水面折射回到空气中,最后射到槽左侧上方的屏幕N上,即可观察到彩色光带.如果逐渐增大平面镜的倾角θ,各色光将陆续消失.已知所有光线均在同一竖直平面.

(1)从屏幕上最后消失的是哪种色光(不需要解释);

(2)如果射向水槽的光线与水面成30°,当平面镜M与水平面夹角θ=45°时,屏幕上的彩色光带恰好全部消失.求:对于最后消失的那种色光,水的折射率.

 

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如右图所示,发电 机的输出功率 P =5×104  W,输出电压 U1= 240 V,输 电线 总电阻 R =30 Ω,允许 损失的功率为输出功率的 6%,为满 足用户的用电需 求即让用 户获 得的电 压为 22 0  V,则:

(1)  该输电线路所使用的理想升压变压器、降压变压器的匝数比各是多少;

(2)  能使多少盏“220  V    100 W”  的电灯正常发光.

 

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如右图所示为一列简谐波在t1=0时刻的图象.此时波中质点M的运动方向沿y轴负方向,且t2=0.55s时质点M恰好第3次到达y轴正方向最大位移处.试求:

(1)此波向什么方向传播,波速是多大;

(2)t1=0t3=1.2s,波中质点N运动的路程和相对于平衡位置的位移分别是多少.

 

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测定玻璃的折射率实验中:

(1)为了取得较好的实验效果,下列操作正确的是_______

A.必须选用上下表面平行的玻璃砖

B.选择的入射角应尽量小些

C.大头针应垂直地插在纸面上

D.大头针P1P2P3P4之间的距离尽量小些

(2)某同学在测量入射角和折射角时,由于没有量角器,在完成了光路图以后,以O点为圆心,OA为半径画圆,交OO延长线于C点,过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点,如图甲所示,若他测得AB=6cm,CD=4cm,则可求出玻璃的折射率n__________

(3)某同学在画界面时,不小心将两界面aa′、bb间距画得比玻璃砖宽度大些,如图乙所示,则他测得的折射率______(选填偏大”“偏小不变”).

 

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小郑同学想在家里做用单摆测定重力加速度的实验,但没有合适的摆球,他找到了一块大小约为3cm、外形不规则的大理石块代替小球.他设计的实验步骤的是:

A.将石块用细线系好,结点为M,将细线的上端固定于O(如图所示)

B.用刻度尺测量OM间细线的长度l作为摆长

C.将石块拉开一个约为的偏角,然后由静止释放

D.从摆球摆到最低点时开始计时,测出石块经过最低点30次的总时间t,由得出周期

(1)则该同学以上实验步骤中有错误的是_________(填写序号).

(2)根据单摆周期公式推导可得重力加速度的表达式为_____________;若该同学用OM的长作为摆长代入上述公式(其他错误已纠正),这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值________(大于”“小于等于”)真实值.

 

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