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【題目】如圖所示,兩光滑金屬導軌,間距d2m,在桌面上的部分是水平的,僅在桌面上有磁感應強度B1T、方向豎直向下的有界磁場,電阻R,桌面高H0.8m,金屬桿ab質量m0.2kg,其電阻r,從導軌上距桌面h0.2m的高度處由靜止釋放,落地點距桌面左邊緣的水平距離s0.4m,取g10m/s2,求:

1)金屬桿剛進入磁場時,R上的電流大小;

2)整個過程中電阻R放出的熱量;

3)磁場區(qū)域的寬度。

【答案】11A20.225J (3) 0.2m

【解析】(1)設棒剛進入磁場時速度為v0,由機械能守恒定律有:mgh=mv02
解得:v0=2m/s
又由法拉第電磁感應定律有:E=Bdv0=4V
由閉合歐姆定律有:

2設金屬桿離開磁場時速度為v1,金屬桿離開磁場做平拋運動,由平拋運動規(guī)律,在豎直方向,H=gt2,

在水平方向,s= v1t,

聯立解得:v1=1m/s。

根據能量守恒定律,整個過程中回路產生的焦耳熱Q=mv02-mv2,

電阻R放出的熱量QR=Q 聯立解得:QR=0.225J。

3)設磁場區(qū)域的寬度為L,金屬桿通過磁場過程中某一時刻的速度為v,在接下來的一段很短時間內t內速度變化為v,則由牛頓第二定律,

-F=ma=m,

F=BdI,I=, E=Bd v ,

或根據動量定理:- BdIt=p

整理得-vt=mv。

對于整個金屬桿通過磁場的過程,-vt=mv。

而:vt=L,v= v1- v0

聯立解得:L=0. 2m

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,光滑斜面與水平面成α角,斜面上一根長為l=0.30cm的輕桿,一端系住質量為0.2kg的小球,另一端可繞O點在斜面內轉動,先將輕桿拉至水平位置,然后給小球一沿著斜面并與輕桿垂直的初速度,取,則

A. 此時小球的加速度大小為

B. 小球到達最高點時,桿對其的彈力沿斜面向上

C. 若增大,小球達到最高點時桿子對小球的彈力一定增大

D. 若增大,小球達到最高點時桿子對小球的彈力可能減小

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A.量程是0.6A,內阻約為0.5Ω的電流表;

B.量程是5V,內阻是6kΩ的電壓表;

C.量程是15V,內阻是30kΩ的電壓表;

D.阻值為01kΩ,額定電流為0.5A的滑動變阻器;

E.阻值為010Ω,額定電流為2A的滑動變阻器;

F.定值電阻,額定功率4W;

G.開關S一個,導線若干.

(1)為了減小實驗誤差,電壓表應選擇________(填器材代號),圖中的導線應連接到________(“①”“②”),改變滑動變阻器阻值的時候,為了使電壓表和電流表的讀數變化比較明顯,滑動變阻器應選擇________(填器材代號)

(2)(1)問中的實驗電路進行測量,讀出電壓表和電流表的讀數,畫出對應的UI圖線如圖a所示,由圖線可得該蓄電池的電動勢E______V,內阻r______Ω.(結果保留兩位有效數字)

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【題目】實驗小組要測量一節(jié)干電池的電動勢和內電阻。實驗室有如下器材可供選擇:

A.待測干電池(電動勢約為1.5V,內阻約為1.0Ω

B.電壓表(量程3V

C.電壓表(量程15V

D.電流表(量程0.6A

E.定值電阻(阻值為50Ω

F.滑動變阻器(阻值范圍0-50Ω

G.開關、導線若干

為了盡量減小實驗誤差,在如圖1所示的四個實驗電路中應選用___________

實驗中電壓表應選用___________。(選填器材前的字母)

實驗中測出幾組電流表和電壓表的讀數并記錄在下表中。

序號

1

2

3

4

5

6

電壓UV

1.45

1.40

1.30

1.25

1.20

1.10

電流IA

0.060

0.120

0.240

0.260

0.360

0.480

請你將第5組數據描繪在圖2中給出的UI坐標系中并完成UI 圖線;

由此可以得到,此干電池的電動勢E=________V,內電阻r =________Ω。(結果均保留兩位有效數字)

有位同學從實驗室找來了一個電阻箱,用如圖3所示的電路測量電池的電動勢和內電阻。閉合開關后,改變電阻箱阻值。當電阻箱阻值為R1時,電流表示數為I1;當電阻箱阻值為R2時,電流表示數為I2。已知電流表的內阻為RA。請你用RA、R1、R2、I1、I2表示出電池的內電阻r =_________________。

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【題目】如圖所示,直角玻璃三棱鏡置于空氣中,已知A60°,C90°,一束極細的光于AC邊的中點D垂直AC面入射,ADa,棱鏡的折射率n.求:

光從棱鏡第一次射入空氣時的折射角;

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1)求粒子沿極板的中線飛入的初速度v0;

2)求圓形區(qū)域磁場的磁感應強度B2的大。

3)在其他條件都不變的情況下,將極板間的磁場B1撤去,為使粒子飛出極板后不能進入圓形區(qū)域的磁場,求圓形區(qū)域的圓心O離極板右邊緣的水平距離d應滿足的條件。

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B. 衛(wèi)星在軌道3上的角速度大于在軌道1上的角速度

C. 衛(wèi)星在軌道1上經過Q點時的加速度大于它在軌道2上經過Q點時的加速度

D. 衛(wèi)星在軌道2上經過P點時的加速度等于它在軌道3上經過P點時的加速度

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