题目内容

(07年海门中学模拟)(16分)如图所示,一边长L = 0.2m,质量m1 = 0.5kg,电阻R = 0.1Ω的正方形导体线框abcd,与一质量为m2 = 2kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连。起初ad边距磁场下边界为d1 = 0.8m,磁感应强度B=2.5T,磁场宽度d2 =0.3m,物块放在倾角θ=53°的斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5。现将物块由静止释放,经一段时间后发现当ad边从磁场上边缘穿出时,线框恰好做匀速运动。(g取10m/s,sin53°=0.8,cos53°= 0.6)求:

   (1)线框ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小?

   (2)线框刚刚全部进入磁场时动能的大小?

   (3)整个运动过程线框产生的焦耳热为多少?

(1)由于线框匀速出磁场,则

 

m2有: …………………………………………2分

 

m1有: ……………………………………………………… 1分

 

又因为 ………………………………………………………………………1分

 

联立可得: …………………………2分

 

   (2)从线框刚刚全部进入磁场到线框ad边刚要离开磁场,由动能定理得

………2分

 

将速度v代入,整理可得线框刚刚全部进入磁场时,线框与物块的动能和为

 

J …………………………………………………………………………… 2分

 

所以此时线框的动能为J ……………………………… 1分

 

   (3)从初状态到线框刚刚完全出磁场,由能的转化与守恒定律可得

 

 …3分

 

将数值代入,整理可得线框在整个运动过程中产生的焦耳热为:

 

Q = 1.5 J ………………………………………………………… 2分 

练习册系列答案
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(07年海门中学模拟)(11分)数字万用电表是近年来发展起来的高科技数码产品,是传统机械式表的更新换代产品。如图甲所示。数字万用表有测量精度高、读数方便等许多独特的优点。

具体表现在:测量精度高,以型号“DF930”普通数字万用表为例,其电压挡所有量程内阻高达10M,而机械指针式电压表内阻一般为几千欧到几十千欧,内电阻高出2~3个数量级。直流电压挡和直流电流挡的精度为0.05%,欧姆挡精度为0.08%,而用指针式电压表、电流表的精度只有2.5%,欧姆表的精度更低,数字万用表内电阻非常理想。

现有一块型号为“DF930”的数字万用电表,用它来测量一只电池的电动势和内电阻。提供的测量器材还有:一只滑动变阻器R(0~30),两只开关,导线若干。

实验要求:利用这些器材,尽量采用最简单的测量方法,分两步进行。首先测量电动势,待电动势测定之后再测量其内电阻。

(1)连接数字万用表。在图乙中,电路中的各个元器件都已连接妥当,数字万用表的一个表笔也已与电路连接好,请将另一只表笔正确连入电路。答:另一只表笔应接在       点。

(2)操作步骤:

①将数字万用表选择开关置于           档,选择合适的量程,断开开关      ,闭合开关    ,记录表的示数,然后反复测量多次,取平均值并记为X.

②将数字万用表选择开关置于           档,选择合适的量程,断开开关     ,闭合开关      ,记录表的示数,记为Y,紧接着进行以下的操作:将选择开关置于       档,选择合适的量程,然后同时闭合开关S1和S2,记录表的示数并记作Z,把Y和对应的Z作为一组数据记录下来,然后反复测量多次,得到多组数据。

       即为干电池的电动势.(填“X”、“Y”或“Z”)

④干电池的内电阻的表达式r =                   (用X、Y、Z表示),将步骤②测得的数据代入公式,求出r的平均值,即为干电池的内电阻。

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