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10.如图所示,用与竖直方向成θ角的倾斜轻绳a和水平轻绳子b共同固定一个小球,这时绳b的拉力为F1.现在保持小球在原位置不动,使绳子b在原竖直平面内逆时针转过θ角固定,轻绳b拉力变为F2;再逆时针转过θ角固定,绳b拉力变为F3,则(  )
A.F1<F2<F3B.F1>F3>F2C.F1=F3<F2D.F1=F3>F2

分析 小球始终在原位置不动,合力为零.对小球受力分析,受到重力和两个拉力,三力平衡,合力为零;其中重力大小和方向都恒定,第二个力方向不变、大小变,第三个力大小和方向都可以变,运用合成法,通过作图分析.

解答 解:对小球受力分析,受到重力和两个拉力,三力平衡,如图
通过几何关系可知,力F2垂直与细线,故F1=F3>F2
根据图象可知,绳a拉力一直减小,故D正确,ABC错误;
故选:D.

点评 本题是三力平衡的动态分析问题,关键是运用合成法作图,结合几何关系得到各个力的关系.
求解三个力的动态平衡问题,一般是采用图解法,即先做出两个变力的合力(应该与不变的那个力等大反向)然后过合力的末端画方向不变的那个力的平行线,另外一个变力的末端必落在该平行线上,这样就能很直观的判断两个变力是如何变化的了,如果涉及到最小直的问题,还可以采用解析法,即采用数学求极值的方法求解.

练习册系列答案
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(1)粒子在x轴下方磁场中运动的半径R′.
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18.利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图所示:
(1)实验步骤:
①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1m,将导轨调至水平.
②测量挡光条的宽度l和两个光电门间的距离s,其中s的示数如图所示,由此读出s=60.00cm.
③将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2.
④从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1、2所用的时间△t1和△t2
⑤用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m.
(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式:
①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1=$\frac{l}{△{t}_{1}}$和v2=$\frac{l}{△{t}_{2}}$.
②当滑块通过光电门1和光电门2时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1=$\frac{1}{2}(M+m)\frac{{l}^{2}}{△{{t}_{1}}^{2}}$和Ek2=$\frac{1}{2}(M+m)\frac{{l}^{2}}{△{{t}_{2}}^{2}}$.
③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少△Ep=mgs(重力加速度为g).
(3)如果△Ep=$\frac{1}{2}(M+m)\frac{{l}^{2}}{△{{t}_{2}}^{2}}$-$\frac{1}{2}(M+m)\frac{{l}^{2}}{△{{t}_{1}}^{2}}$,则可认为验证了机械能守恒定律.
(4)以下措施,可减小实验误差的是BC(填选项的字母).
A.适当增大挡光条的宽度l
B.适当减小挡光条的宽度l
C.适当增大两光电门间的距离s
D.适当减小两光电门间的距离s
E.使托盘和砝码的总质量m与滑块和挡光条的总质量M满足m<<M.

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5.如图甲所示是远距离输电的示意图,升压变压器和降压变压器都是理想变压器,升压变压器输入正弦交流电压如图乙所示,以下说法正确的是(  )
A.降压变压器输入回路的电流大于输出回路的电流
B.升压变压器输入电压的表达式是u1=500sinπtV
C.若将图乙的正弦交流电直接接在100Ω的电阻上,热功率为1250W
D.用户越多,降压变压器输出的电流越大,输电线路中电流越小,电阻r产生热量越小

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15.如图所示,一理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=5:1,交流电源的电压u=200$\sqrt{2}$sin100πt(V),电阻R=100Ω,电压表均为理想电表,则(  )
A.流经R的交流电的频率为10HzB.电流表的示数为2A
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19.如图所示.质量都为m、电荷量大小都为q的带电小球A和B(可视为点电荷)分别被绝缘轻绳悬挂,小球B在小球A的正下方,已知重力加速度为g,静电力常量为k,下列说法正确的是(  )
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C.该波的传播方向沿x轴正方向D.该波的传播速度为10m/s
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