【题目】某同学在学习电磁感应后，认为电磁阻尼能够承担电梯减速时大部分制动的负荷，从而减小传统制动器的磨损．如图所示，是该同学设计的电磁阻尼制动器的原理图．电梯箱与配重质量都为M，通过高强度绳子套在半径
的承重转盘上，且绳子与转盘之间不打滑．承重转盘通过固定转轴与制动转盘相连．制动转盘上固定了半径为
和
的内外两个金属圈，金属圈内阻不计．两金属圈之间用三根互成
的辐向导体棒连接，每根导体棒电阻均为R．制动转盘放置在一对励磁线圈之间，励磁线圈产生垂直于制动转盘的匀强磁场（磁感应强度为B），磁场区域限制在辐向角内，如图阴影区所示．若电梯箱内放置质量为m的货物一起以速度v竖直上升，电梯箱离终点（图中未画出）高度为h时关闭动力系统，仅开启电磁制动，一段时间后，电梯箱恰好到达终点．
(1)若在开启电磁制动瞬间，三根金属棒的位置刚好在图所示位置，则此时制动转盘上的电动势E为多少？此时a与b之间的电势差有多大？
(2)若忽略转盘的质量，且不计其它阻力影响，则在上述制动过程中，制动转盘产生的热量是多少？
(3)若要提高制动的效果，试对上述设计做出二处改进．
【答案】(1)
,
(2)
(3) 若要提高制动的效果，可对上述设计做出改进：增加外金属圈的半径r3或减小内金属圈的半径r2
【解析】
(1)在开启电磁制动瞬间，承重转盘的线速度为v，所以，角速度
所以，制动转盘的角速度，三根金属棒的位置刚好在图2所示位置，则fe切割磁感线产生电动势
所以干路中的电流
那么此时a与b之间的电势差即为路端电压
(2)电梯箱与配重用绳子连接，速度相同；由能量守恒可得
解得：
(3)若要提高制动的效果，那么在相同速度下，要使h减小，则要使制动转盘产生的热量增加，即在相同速度下电功率增大，，速度为v时的电功率
所以，若要提高制动的效果，可增加外金属圈的半径r3或减小内金属圈的半径r2或减小金属棒的电阻或减小承重盘的半径r1．
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【题目】如图所示，同一竖直面内的正方形导线框a、b的边长均为l，电阻均为R，质量分别为3m和m。它们分别系在一跨过两个定滑轮的绝缘轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为2l、磁感应强度大小为B、方向垂直竖直面的匀强磁场区域。现将系统由静止释放，当线框b开始进入磁场时，a、b两个线框开始做匀速运动，当线框b刚好完全进入磁场时，线框a刚好开始进入磁场。不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。求：
(1)系统由静止释放时，线框b上边到磁场下边界的距离；
(2)从开始到两线框全部穿过磁场的过程中，共产生的焦耳热Q。
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【题目】如图所示，飞镖A、B从同一位置水平掷出，打在镖盘上时与竖直镖盘的夹角分别为60°和30°。不计空气阻力，下列说法中正确的是
A. 飞镖A掷出的初速度比B的小
B. 飞镖A、B在空中飞行的时间相等
C. 飞镖A、B打在镖盘上时的速度大小相等
D. 飞镖A、B在空中飞行时间之比为1:3
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【题目】如图所示，A、B、C是水平面同一直线上的三点，其中
，在A点正上方的O点以初速度
水平抛出一小球，刚好落在B点，小球运动的轨迹与
的连线交于D点，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法不正确的是（ ）
A.小球从O到D点的水平位移是从O到B点水平位移的
B.小球经过D点与落在B点时重力瞬时功率的比为
C.小球从O点到D点与从D点到B点两段过程中重力做功的比为
D.小球经过D点时速度与水平方向夹角的正切值是落到B点时速度与水平方向夹角的正切值的
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【题目】（1）在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，测量单摆的周期时，图中_____(填“甲”、“乙”或“丙”)作为计时开始与终止的位置更好些．
(2)一位同学在做探究单摆周期与摆长关系的实验时，进行了如下步骤：
A.组合单摆：选择相应器材组成单摆，并用铁夹将绳的上端固定；
B.测摆长 l：用米尺量出摆线的长度；
C.测周期 T：将摆球拉起一个小角度，然后放开，在放手的同时按下秒表开始计时，测量单摆 50 次全振动的时间 t，算出单摆的周期 T
D.将所测得的 l 和 T 填入表格，分析数据得出单摆的周期和摆长的关系．从上面操作步骤中找出两处错误的地方，写出该步骤的字母，并加以改正:______________________；
_____________________。
（3）如图是《物理选修 3-5》第十六章第一节中实验“探究碰撞中的不变量”推荐的参考案例一。则下列判断正确的是_______
A.利用气垫导轨可以忽略滑块与导轨接触面间的摩擦力，保证两滑块系统外力和为零
B.利用气垫导轨可以很容易保证两个滑块的碰撞是一维的
C.利用光电计时装置可以迅速测量计算得到两个滑块碰撞前后的速度
D.该碰撞过程中，两滑块的动能和不变
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【题目】如图甲所示，一木块沿固定斜面由静止开始下滑，下滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A.在位移从0增大到
的过程中，木块的重力势能减少了
B.在位移从0增大到的过程中，木块的重力势能减少了
C.图线
斜率的绝对值表示木块所受的合力大小
D.图线
斜率的绝对值表示木块所受的合力大小
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【题目】一导热性能良好的圆柱形气缸固定在水平面上，气缸上端开口，内壁光滑，截面积为
。A是距底端
高处的小卡环。质量为
的活塞静止在卡环上，活塞下密封质量为
的氢气，C为侧壁上的单向导管。大气压强恒定为
。环境温度为
时，从
处注入水，当水深为
时，关闭C，卡环恰对活塞无作用力。接下来又从处缓慢导入一定量氢气，稳定后再缓慢提升环境温度到
，稳定时活塞静止在距缸底
处，设注水过程中不漏气，不考虑水的蒸发，氢气不溶于水。求：
①最初被封闭的氢气的压强
；
②导入氢气的质量
。
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【题目】如图1所示，虚线MN、M′N′为一匀强磁场区域的左右边界，磁场宽度为L，方向竖直向下。边长为l的正方形闭合金属线框abcd，以初速度v0沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动，经过一段时间线框通过了磁场区域。已知l<L，甲、乙两位同学对该过程进行了分析，当线框的ab边与MN重合时记为t=0，分别定性画出了线框所受安培力F随时间t变化的图线，如图2、图3所示，图中S1、S2、S3和S4是图线与t轴围成的面积。关于两图线的判断以及S1、S2、S3和S4应具有的大小关系，下列说法正确的是
A．图2正确，且S1>S2B．图2正确，且S1=S2
C．图3正确，且S3>S4D．图3正确，且S3=S4
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【题目】现在骑自行车已成为一种流行的运动，山地车更是受到人们的青睐。山地自行车前轮有气压式减震装置，其原理如图所示，随着路面的颠簸，活塞A上下振动，在气缸内封闭的气体的作用下，起到减震的目的。缸内气体可视为理想气体，如果路面不平，下列关于该减震装置的说法正确的是（ ）
A.A迅速下压时气缸内的气体温度不变
B.A迅速下压时气缸内的气体压强增大
C.A下压后被迅速反弹时气缸内气体内能增大
D.A下压后被迅速反弹时气缸内每个气体分子的速率均减小
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