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如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨、固定在竖直平面内,导轨间距为L,下端连接...

如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨固定在竖直平面内,导轨间距为L,下端连接阻值为4r的定值电阻,导轨电阻不计。整个装置处在匀强磁场中,磁感应强度为B,方向垂直导轨平面向里。一质量为m的金属棒ab接入回路的电阻为r,在大小为3mg方向竖直向上的拉力作用下开始运动。金属棒始终保持水平且与导轨接触良好,重力加速度为g,求:

(1)金属棒所能达到最大速度vm的大小;

(2)金属棒从静止开始沿导轨上滑h,此时已达到最大速度,这一过程中金属棒上产生的焦耳热Qr

 

(1);(2) 【解析】 (1)速度最大时受力平衡,根据平衡条件可得 其中拉力,导体棒切割磁感应线产生的感应电动势,根据闭合电路的欧姆定律可得 联立解得 (2)金属棒从静止开始沿导轨上滑h过程中克服安培力做的功为WA,根据动能定理可得 得 根据功能关系可得产生的总的焦耳热为 根据焦耳定律可得这一过程中金属棒上产生的焦耳热  
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考点分析:
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如图所示,竖直平面内存在水平向右的匀强电场,及垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=1T。竖直放入一光滑且绝缘的四分之一圆弧轨道MN,圆心为OON沿竖直方向,OM沿电场方向,半径R=0.8m。一质量m=2×104kg,电荷量q=5×105C的小球恰能静止在P点,且OPON夹角θ=。(重力加速度g=10m/s2sin=0.6cos=0.8)求:

(1)电场强度的大小;

(2)将小球从M点无初速度释放,小球滑到N点的速度大小及对轨道的压力大小。

 

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静息电位是细胞膜未受刺激时,存在于细胞膜两侧的电势差。如图所示,某神经纤维的静息电位为0.04V,细胞膜厚度为8×109m。若膜中的电场视为匀强电场,钾离子K+所带电荷量为1.6×1019C,从膜外穿入膜内的过程中,求:

(1)钾离子K+所受电场力F的大小;

(2)电场力对钾离子K+所做的功W

 

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为测量某种合金材料的电阻率,某同学选取了一个长为L的圆柱形合金材料器件进行实验:

(1)用螺旋测微器测量该器件的直径,读数如图甲所示,直径d=_________mm

(2)为精确测量合金材料的电阻率,该同学利用以下器材,设计了如图乙所示的电路图。其中:

待测器件Rx约为450Ω;

电流表A(量程为5mA,内阻RA=120Ω);

电压表V(量程为10V,内阻RV约为2kΩ);

定值电阻R0=40Ω;

滑动变阻器R0-20Ω);

蓄电池E(电动势约为l2V,内阻很小);

开关K及导线若干。

①根据实验电路图,把图丙的实物图补充完整;

______

②该同学在正确连接好电路后测量了多组UI值,并描绘了IU图像,如图丁所示。求得该图线的斜率k=5.0×104A/V,可得该器件的电阻Rx=_________Ω。再根据得到合金材料的电阻率。

 

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目前我国民用干电池已列入无公害电池。为测定一节废旧干电池的电动势和内阻,某同学设计了如图甲所示的电路图:

(1)该同学测得多组电压、电流值,并作出UI图像,如图乙所示。由图像可得,电动势E=_______V,内阻r=________Ω;

(2)该方案所测得的内阻偏小,这属于系统误差。引起该误差的主要原因是_____(选填“A“或“B”)。

A.电流表的分压    B.电压表的分流

 

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如图甲所示,在磁场中有一长方形硬质导线框abcd,线框平面与磁场垂直。ab边所受安培力F随时间t的变化关系如图乙所示,以向右为正方向。垂直纸面向里为磁感应强度B的正方向,则B随时间t的变化关系可能是(  )

A. B. C. D.

 

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