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在“探究弹性势能的表达式”的活动中为计算弹簧弹力所做功,把拉伸弹簧的过程分为很多小段,拉力在每小段可以认为是恒力,用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功,物理学中把这种研究方法叫做“微元法”。下面实例中应用到这一思想方法的是

A.根据加速度定义,当非常小,就可以表示物体在t时刻的瞬时加速度

B.在探究加速度、力和质量三者之间关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系

C.在推导匀变速运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加

D.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用点来代替物体,即质点

 

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像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器,每个光电门都是由激光发射和接收装置组成。当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用如图11所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验,图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上间距为L的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出)。可以装载钩码的小车上固定着用于挡光的窄片K,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2。

(1)在某次测量中,用游标卡尺测量窄片K的宽度,游标卡尺如图12所示,则窄片K的宽度d=       m(已知L>>d),光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=4.0×10-2s,t2=2.0×10-2s;

(2)用米尺测量两光电门的间距为L=0.40m,则小车的加速度大小a=           m/s2;

(3)该实验中,为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力,就必须平衡小车受到的摩擦力,正确的做法是__________;

(4)某位同学通过测量,把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F,作出a-F图线。如图13中的实线所示。试分析:图线不通过坐标原点O的原因是                         ;曲线上部弯曲的原因是                  ;为了既能改变拉力F,又保证a-F图象是直线,可以进行这样的操作                                        。

 

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图14是用来测量未知电阻Rx的实验电路的实物连线示意图,图中Rx是待测电阻,阻值约为300Ω;E是电池组,电动势6V,内阻不计;V是电压表,量程3V,内阻r约3000Ω;R是电阻箱,阻值范围0~999.9Ω;Rl是滑动变阻器,Sl和S2是单刀单掷开关。

主要的实验步骤如下:

①连好电路后,合上开关Sl和S2,调节滑动变阻器的滑片,使得电压表的示数为3.00V。

②合上开关S1,断开开关S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的阻值,使得电压表的示数为2.00V。

③读出图15电阻箱的阻值,并计算求得未知电阻Rx的大小。

④实验后整理仪器。

(1)可供选择的滑动变阻器有:

滑动变阻器A:最大阻值100Ω,额定电流0.5A

滑动变阻器B:最大阻值10Ω,额定电流2.0A

为了使实验测量值尽可能地准确,实验应选用的滑动变阻器是           。

(2)电阻箱的旋钮位置如图所示,它的阻值是            。

(3)未知电阻Rx=        。

(4)测量值与真实值相比较,测量值比真实值            。(填偏大、相等或偏小)

 

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如图16所示,在分别为l1和l2的两个相邻的条形区域中分别有匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直于纸面向里,电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电的粒子以速率v从磁场区域的上边界的P点向下成θ=60º射入磁场,然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场,最后从电场边界上的Q点射出。已知PQ垂直于电场方向,不计重力。求电场强度和磁感应强度大小之比,以及粒子在磁场与电场中运动的时间之比。

 

 

 

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如图17所示,竖直平面xOy内存在水平向右的匀强电场,场强大小E=10N/C,在y≥0的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5T,一带电量q=+0.2C、质量m=0.4kg的小球由长L=0.4m的细线悬挂于P点。小球可视为质点,现将小球拉至水平位置A无初速释放,小球运动到悬点P正下方的坐标原点O时,悬线突然断裂。取重力加速度g=10m/s。求:

(1)小球运动到O点时的速度大小;

(2)悬线断裂前瞬间拉力的大小;

(3)悬线断裂后0.2s小球的位置坐标。

 

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相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置,质量为m1=1.0kg的金属棒ab和质量为m2=0.27kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图(a)所示,虚线上方磁场方向垂直纸面向里,虚线下方磁场方向竖直向下,两处磁场磁感应强度大小相同。ab棒光滑,cd棒与导轨间动摩擦因数为μ=0.75,两棒总电阻为R=1.8Ω,导轨电阻不计。ab棒在方向竖直向上,大小按图(b)所示规律变化的外力F作用下,从静止开始,沿导轨匀加速运动,同时cd棒也由静止释放。取重力加速度g=10m/s2。

(1)求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度大小;

(2)已知在2 s内外力F做功40 J,求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热;

(3)判断cd棒将做怎样的运动,求出cd棒达到最大速度所需的时间t0,并在图(c)中定性画出cd棒所受摩擦力fcd随时间变化的图象。               

 

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如图19所示,导体棒ab、cd放在光滑水平导轨上,cd棒通过滑轮悬挂一质量为m的物块,整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中.ab在外力作用下以速度v1匀速向右运动时,cd棒由静止释放,设ab、cd的长度均为L,ab棒的电阻为r1,cd棒的电阻为r2,导轨足够长且电阻不计,求:

(1)cd棒开始运动的方向与ab棒匀速运动速度v1取值的关系;

(2)稳定状态时,cd棒匀速运动的速度;

(3)稳定状态时,回路的电功率P电和外力的功率P外.

 

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如图20所示,参加某电视台娱乐节目的选手从较高的平台上以水平速度跃出后,落在水平传送带上。已知平台与传送带的高度差H=1.8m,水池宽度s0=1.2m,传送带AB间的距离L0=20m。由于传送带足够粗糙,假设选手落到传送带上后瞬间相对传送带静止,经过△t=1.0s反应时间后,立刻以a=2m/s2恒定向右的加速度跑至传送带最右端。

(1)若传送带静止,选手以v0=3m/s的水平速度从平台跃出,求这位选手落在传送带上距离A点的距离。

(2)求刚才那位选手从开始跃出到跑至传送带右端所经历的时间。

(3)若传送带以v=1m/s的恒定速度向左运动,选手要能到达传送带右端,则他从高台上跃出的水平速度v1至少为多大?(计算结果均保留2位有效数字)

 

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如图21所示,第四象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B1,E的大小为1.5×103V/m,Bl大小为0.5T;第一象限的某个矩形区域内,有方向垂直纸面的匀强磁场B2,磁场的下边界与x轴重合。一质量m=1×10-14kg、电荷量q=2×l0-10C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向60°角从M点沿直线运动,经P点即进入处于第一象限内的磁场B2区域。一段时间后,小球经过y轴上的N点并与y轴正方向成60°角的方向飞出。M点的坐标为(0,-10),N点的坐标为(0,30),不计粒子重力,g取10m/s2。则求:

(1)微粒运动速度v的大小;

(2)匀强磁场B2的大小;

(3)B2磁场区域的最小面积。

 

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传感器可将非电学量转化为电学量,起自动控制作用。如计算机鼠标中有位移传感器,电熨斗、电饭煲中有温度传感器,电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器……。用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是

A.红外报警装置

B.走廊照明灯的声控开关

C.自动洗衣机中的压力传感装置

D.电饭煲中控制加热和保温的温控器

 

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同步练习册答案