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    如图9-3-27所示，两足够长且间距L＝1 m的光滑平行导轨固定于竖直平面内，导轨的下端连接着一个阻值R＝1 Ω的电阻.质量为m＝0.6 kg的光滑金属棒MN靠在导轨上，可沿导轨滑动且与导轨接触良好，整个导轨处在空间足够大的垂直于平面向里的匀强磁场中，磁感应强度B＝1 T.现用内阻R＝1 Ω的电动机牵引金属棒MN，使其从静止开始运动直到获得稳定速度，若上述过程中电流表和电压表的示数始终保持1 A和8 V不变（金属棒和导轨的电阻不计，重力加速度g取10 m/s2），求：

    图9-3-27

    （1）电动机的输出功率；

    （2）金属棒获得的稳定速度的大小；

    （3）若金属棒从静止开始运动到获得稳定速度的过程中，棒上升的高度为1 m，该过程中电阻R上产生的电热为0.7 J，求此过程经历的时间.

    （1）7 W　（2）1 m/s　（3）1 s


    解析:

    （1）电动机的输出功率（即绳对金属棒的拉力功率）为P＝UI-I2r

    代入数据得P＝7 W.

    （2）金属棒受到拉力、重力、安培力作用，向上做加速度减小的加速运动，当加速度减为零时，棒获得稳定速度，此后棒做匀速运动.

    此时P＝（mg＋F安）v

    其中

    即

    代入数据解得v＝1 m/s.

    （3）此过程根据能量转化与守恒定律得

    解得经历的时间t＝1 s.

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    某同学设计了一种测温装置，其结构如图（a）所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体，与A相连的细管B插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出（B管的体积与A泡的体积相比可略去不计）．该同学在某一恒定的大气压下提供不同的环境温度对B管进行温度刻度，测量获得的数据及B管上的温度刻度如下表所示：
    环境温度t（℃） -27 0 27 54 81 100
    汞柱高x（cm） 25.8 20.4 15 9.6 4.2 0.4
    温度刻度t（℃） -27 0 27 54 81 100
    该同学将上表中环境温度t（℃）和汞柱高x（cm）的数据输入图形计算器，绘制出x-T图象，如图（b）所示，请根据图象提供的信息：
    （1）写出汞柱高x随环境温度T变化的函数关系式
    x=75-0.2T
    x=75-0.2T
    ；
    （2）推断出当时的大气压强值p0=
    75
    75
    cmHg；
    （3）由于大气压要随季节和天气变化，所以用这种测温装置来测量温度不可避免地会产生误差，若有一次测量时大气压强p0′比上述大气压p0低了1cmHg，那么此次测量的温度测量值与其实际的真实值相比是
    偏大
    偏大
    （选填“偏大”或“偏小”）的，测量值与真实值差
    5
    5
    ℃．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    为了测量电流表A1的内阻，某同学采用如实图7-9所示的实验电路．其中：

    实图7-9

    A1是待测电流表，量程为300 μA，内阻约为100 Ω；

    A2是标准电流表，量程是200 μA；

    R1是电阻箱，阻值范围是0～999.9 Ω；

    R2是滑动变阻器；

    R3是保护电阻；

    E是电池组，电动势为4 V，内阻不计；

    S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关．

    (1)①实验中滑动变阻器采用________接法(填“分压”或“限流”)；

    ②根据如图7-3-27所示电路的实物图，请在下面方框中画出实验电路图．

     (2)请将该同学的操作补充完整：

    ①连接好电路，将滑动变阻器R2的滑片移到最________(填“左端”或“右端”)；将开关S2扳到接点a处，接通开关S1；调整滑动变阻器R2，使电流表A2的读数是150  μA；

    ②将开关S2扳到接点b处，________，使电流表A2的读数仍是150  μA.

     


    ③若此时电阻箱各旋钮的位置如实图7-10所示，则待测电流表A1的内阻Rg＝________Ω.

    实图7-10

    (3)上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑片位置，都要保证两只电流表的安全．在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应选用________．(填写阻值前相应的字母)

    A．200 kΩ                                                                        B．20 kΩ

    C．15 kΩ                                                                          D．150 kΩ

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    轻质细线吊着一质量为m＝0.32 kg，边长为L＝0.8 m、匝数n＝10的正方形线圈，总电阻为r＝1 Ω，边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图9-2-10甲所示，磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化如图9-2-27乙所示，从t＝0开始经t0时间细线开始松弛，取g＝10 m/s2.求：

    图9-2-10

    (1)在前t0时间内线圈中产生的电动势．

    (2)在前t0时间内线圈的电功率．

    (3)t0的值．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    相距L＝1.5 m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m1＝1 kg的金属棒ab和质量为m2＝0.27 kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图9-3-10(a)所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同．ab棒光滑，cd棒与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.75，两棒总电阻为1.8 Ω，导轨电阻不计．ab棒在方向竖直向上，大小按图9-3-10(b)所示规律变化的外力F作用下，从静止开始，沿导轨匀加速运动，同时cd棒也由静止释放．

    图9-3-10

    (1)求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度的大小；

    (2)已知在2 s内外力F做功40 J，求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热．

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