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如图甲所示,光滑水平面上有一辆小车,在小车上竖直固定着一个长度L=0.2m正方形线圈,线圈匝数n=10,总电阻为R=0.4Ω,小车和线圈的总质量为m=0.1kg。小车最初静止,线圈的右边刚好与宽为dd>L)的有界匀强磁场的左边界重合。磁场方向与线圈平面垂直,磁感应强度为B=0.20T。现使小车在外力F的作用下穿过磁场区域。测得线圈的感应电动势大小随时间变化的图像如图乙所示(图中虚线表示无感应电动势)。时刻线圈左边刚好在磁场右边界上,求:(,最终结果保留两位有效数字)

(1)第1s内流过线圈的电荷量

(2)在第1s内外力F做功W=0.0293J,则这1s内线圈产生的热量Q

(3)写出外力F随时间t变化的关系式;

(4)时刻线圈的发热功率P与外力F的功率;


:(1)流过线圈的电荷量(2分)

(2)因为,,所以

即匀加速进入磁场:,可解得(1分)

1s时速度为,由动能定理得(1分)

(1分)

(3)

所以(1分)

1s-2s:F为恒力F=ma=0.04N(1分)

2s时:(1分)

(1分)

2s-2.25s: (1分)

(4)时: (1分)

(1分)


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


短跑运动员在60米竞赛中,测得他在2s末的速度为6.0 m/s,8s末到达终点的速度为10.0m/s,则他在全程中的平均速度为(    ) 

A.6.0m/s      B.7.5 m/s      C.8.0 m/s      D.10.0m/s

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一太阳能电池板,测得它的开路电压为,短路电流为,若将该电池板与阻值为的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压是

A.       B.      C.        D.

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2013年12月14日,嫦娥三号经过主减速段,快速调整段,接近段后在100米处悬停。30秒后,开始缓速下降,距月球表面4米时关闭发动机进入无动力下降,总共历时720s。查阅资料可知嫦娥三号登月舱质量为kg,安全着陆要求最后速度不大于4m/s,已知月球表面重力加速度为地球表面重力加速度的,计算时取地球表面重力加速度取,下列说法正确的是                     (    )

A.若嫦娥三号从距离月球地面6m处无初速无动力下降仍能安全着落

B.若嫦娥三号距离月球地面4m时速度为2m/s ,此时开始无动力下降能安全着落

C.从缓速下降到落地的过程中,为了安全登月发动机至少对登月舱做功约J

D.落地碰撞减速为零的过程中地面对嫦娥三号的支持力大于嫦娥三号对地面的压力

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如图所示,粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场,其中某一区域的电场线与x轴平行,在x轴上的电势与坐标x的关系用图中曲线表示,图中斜线为该曲线过点(0.15,3)的切线。现有一质量为0.20kg,电荷量为+2.0×10-8 C的滑块P(可视作质点),从x=0.l0m处由静止释放,其与水平面的动摩擦因数为0.02。取重力加速度g=l0m/s2。则下列说法正确的是   (    )

A.x=0.15m处的场强大小为2.0×l06 N/C

B.滑块运动的加速度逐渐减小

C.滑块运动的最大速度约为0.1m/s

D.滑块最终在0.3m处停下

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甲、乙、丙三个物体都在同一直线上运动,它们运动的位移——时间图象如图所示,由图可知( )

A.开始计时时, 甲在最前,乙在中间,丙在最后

B.在0—t2时间内,甲的速度最大,丙的速度最小

C.甲停止运动时,丙开始运动, 丙的速度最大

D.当t = t2时刻甲、乙、丙相遇,且通过的位移相等

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如图所示,位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M  点,与竖直墙相切于A点.竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°,C是圆环轨道的圆心。已知在同一时刻a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到M点,下滑的加速度a=gsinθ(θ为轨道与水平方向的夹角); c球由C点自由下落到M点, 则(  )

A.a球最先到达M点  B.b球最先到达M点

C.c球最先到达M点    D.b球和c球都可能最先到达M点

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某次燃放“爆竹”过程中,质量M=0.3kg(内含炸药的质量可以忽略不计)的“爆竹”,从地面上以初速度v0 =30m/s竖直向上腾空而起。到达最高点时炸裂为沿水平方向相反飞行的AB两块,其中A块质量m=0.2kg,其炸裂瞬间的速度大小是另一块的一半。按环保和安全要求,两块都能落到以发射点为圆心、半径R=60m的地面圆周内。空气阻力和产生热能均不计,重力加速度g=10m/s2。那么                                (    )

A.“爆竹”能够到达的最大高度为45m

B.A块的最小初速度为10m/s

C.A块的最大落地速度m/s

C.整个过程中,“爆竹”释放化学能的最大值为165J

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 “研究共点力的合成”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。

(1)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是___________。

(2)本实验采用的科学方法是___________。

A.理想实验法    B.等效替代法    C.控制变量法    D.建立物理模型法

(3)实验中可减小误差的措施有___________。

A.两个分力F1、F2的大小要越大越好

B.两个分力F1、F2间夹角应越大越好

C.拉橡皮筋时,弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行

D.AO间距离要适当,将橡皮筋拉至结点O时,拉力要适当大些

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同步练习册答案