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【题目】如图所示,平行金属导轨与水平面间的倾角为θ,导轨电阻不计,与阻值为R的定值电阻相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度为B。有一质量为m长为l的导体棒从ab位置以初速度v沿斜面向上运动,最远到达a!b'的位置,滑行的距离为S,导体棒的电阻也为R,与导轨之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。则上滑过程中

A. 导体棒的加速度逐渐减小

B. 电阻R上电流做功产生的热量为

C. 外力对导体棒做的总功为

D. 导体棒损失的机械能为

【答案】ABD

【解析】导体棒开始运动时速度最大,产生的感应电动势和感应电流最大,所受的安培力最大,由F+mgsinθ+μmgcosθ=ma可知,随着上滑时速度的减小,感应电动势减小,安培力减小,则加速度减小,选项A正确;根据能量守恒可知,上滑过程中导体棒的动能减小,转化为焦耳热、摩擦生热和重力势能,则有电流做功发出的热量为 Q=mv2-mgs(sinθ+μcosθ),则在电阻R上产生的热量为QR=Q=mv2-mgs(sinθ+μcosθ),B正确.导体棒上滑的过程中,根据动能定理得知安培力、滑动摩擦力和重力做的总功为-mv2选项C错误; 上滑的过程中导体棒的动能减小mv2,重力势能增加mgssinθ,所以导体棒损失的机械能为mv2-mgssinθ.故D正确.故选ABD.

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(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为______N。

(2)为了准确完成实验,下列不必要的实验要求是____。(请填写选项前对应的字母)

(A)应测量重物M所受的重力

(B)橡皮筋伸长要在弹性限度范围内

(C)拉线方向应与木板平面平行

(D)保证整个装置在竖直平面内

(E)改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置

(3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,下列操作可以解决该问题的是_____

A.减小B弹簧力的大小,同时保证O点位置不变

B减少B弹簧弹力大小,同时O点向右偏移

C保持AOB角度不变,使两弹簧一起顺时针旋转一个小角度

D保持AOB角度不变,使两弹簧一起逆时针旋转一个小角度

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(1)为达到平衡阻力的目的,取下细绳及托盘,通过调整垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做________运动.

(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图乙所示的纸带.纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点ABCDEFG.实验时小车所受拉力为0.2 N,小车的质量为0.2 kg.

请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔEk,补填表中空格(结果保留至小数点后第四位).


OB

OC

OD

OE

OF

W/J

0.043 2

0.057 2

0.073 4

0.091 5


ΔEk/J

0.043 0

0.057 0

0.073 4

0.090 7


分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内WΔEk,与理论推导结果一致.

(3)实验前已测得托盘质量为7.7×103 kg,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为________ kg.(g9.8 m/s2,结果保留至小数点后第三位)

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