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如图甲所示,一边长L=2.5m、质量=0.5kg的正方形金属线框,放在光滑绝缘的...

如图甲所示,一边长L=2.5m、质量=0.5kg的正方形金属线框,放在光滑绝缘的水平面上,整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合。在水平力F作用下由静止开始向左运动,经过5s线框被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图像如乙图所示,在金属线框被拉出的过程中。

1)求通过线框导线截面的电量及线框的总电阻

2)分析线框运动性质并写出水平力F随时间变化的表达式

3)已知在这5s内力F做功1.92J,那么在此过程中,线框产生的焦耳热是多少

 

(1)4Ω(2)F=(0.2 t+0.1)N (3)1.67J 【解析】(1)根据q=t,由I-t图象得,q=1.25C   又根据 得R=4Ω. (2)由电流图象可知,感应电流随时间变化的规律:I=0.1t 由感应电流I=,可得金属框的速度随时间也是线性变化的, 线框做匀加速直线运动,加速度a=0.2m/s2. 线框在外力F和安培力FA作用下做匀加速直线运动,F-FA=ma 得F=(0.2t+0.1)N (3)t=5s时,线框从磁场中拉出时的速度v5=at=1m/s 由能量守恒得:W=Q+mv52 线框中产生的焦耳热Q=W−mv52=1.67J  
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如图所示,半径为R的圆与正方形abcd相内切,在ab、dc边放置两带电平行金属板,在板间形成匀强电场,且在圆内有垂直纸面向里的匀强磁场.一质量为m、带电荷量为+q的粒子从ad边中点O1沿O1O方向以速度v0射入,恰沿直线通过圆形磁场区域,并从bc边中点O2飞出.若撤去磁场而保留电场,粒子仍从O1点以相同速度射入,则粒子恰好打到某极板边缘.不计粒子重力.

(1)求两极板间电压U的大小

(2)若撤去电场而保留磁场,粒子从O1点以不同速度射入,要使粒子能打到极板上,求粒子入射速度的范围.

 

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如图所示,地面光滑,质量为m1A物块,以v0=10m/s的速度向右匀速运动.质量分别为m2m3的物块BC,由轻质并且处于原长状态的弹簧相固连,BC和弹簧初始静止放置,某时刻AB碰撞后立刻粘在一起.已知m1=2kgm2=m3=3kg,求:

(1)AB碰撞粘在一起后瞬间的速度大小

(2)此后运动过程中,弹簧被第一次压缩到最短时的弹性势能大小.

 

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雨滴在空中下落时,由于空气阻力的影响,最终会以恒定的速度匀速下降,我们把这个速度叫做收尾速度.研究表明,在无风的天气条件下,空气对下落雨滴的阻力可由公式f=CρSv2来计算,其中C为空气对雨滴的阻力系数(不同空间为不同常量),ρ为空气的密度(不同空间密度不同),S为雨滴的有效横截面积(即垂直于速度  方向的横截面积).

已知雨滴下落空间范围内的空气密度为ρ0,空气对雨滴的阻力系数为C0,雨滴下落时可视为球形,半径均为R,每个雨滴的质量均为m,且在到达地面前均已达到收尾速度,重力加速度为g.

(1)求雨滴在无风的天气条件下沿竖直方向下落时收尾速度的大小

(2)若根据云层高度估测出雨滴在无风的天气条件下由静止开始竖直下落的高度为h,求每个雨滴在竖直下落过程中克服空气阻力所做的功.

 

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如图为测定电源电动势和内电阻的几个实验电路,回答下列问题.

(1)由于伏特表内阻不是无穷大,安培表内阻也不是零,这些都会对实验结果造成影响.

①四个电路图中,_____(选填甲、乙、丙、丁)电动势和内电阻测量值都偏小.

②四个电路图中,_____(选填甲、乙、丙、丁)电动势的测量值无系统误差.

(2)若甲图中安培表可视为理想电表,采用图象法处理测量数据.若纵坐标为电阻箱的读数 R,则横坐标为_____(选填I)此时描点连线所得才为一条直线.该直线的斜率表示_____(用物理量符号表示);直线与纵轴截距绝对值表示_____(用物理量符号表示)

 

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如图所示为用光电门测定钢球下落时受到的阻力的实验装置。直径为d、质量为m的钢球自由下落的过程中,先后通过光电门AB,计时装置测出钢球通过AB的时间分别为tAtB用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度,测出两光电门间的距离为h,当地的重力加速度为g。

(1)用游标卡尺测量钢球直径读数为___________mm

(2)钢球下落过程中受到的空气平均阻力Ff___________(用题中所给物理量符号来表示)

(3)本题用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度,但从严格意义上讲是不准确的,实际上钢球通过光电门的平均速度________(选填“>”“<”)钢球球心通过光电门的瞬时速度.

 

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