題目列表(包括答案和解析)
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(20)導(dǎo)體切割磁感線的運動可以從宏觀和微觀兩個角度來認(rèn)識。如圖所示,固定于水平面的U形導(dǎo)線框處于豎直向下的勻強磁場中,金屬直導(dǎo)線MN在與其垂直的水平恒力F的作用下,在導(dǎo)線框上以速度v做勻速運動,速度v與恒力F方向相同,導(dǎo)線MN始終與導(dǎo)線框形成閉合電路,已知導(dǎo)線MN電阻為R,其長度L,恰好等于平行軌道間距,磁場的磁感應(yīng)強度為B,忽略摩擦阻力和導(dǎo)線框的電阻。
(1)通過公式推導(dǎo)驗證:在時間內(nèi),F(xiàn)對導(dǎo)線MN所做的功W等于電路獲得的電能,也等于導(dǎo)線MN中產(chǎn)生的焦耳熱Q。
(2)若導(dǎo)線的質(zhì)量m=8.0g,長度L=0.1m,感應(yīng)電流I=1.0A,假設(shè)一個原子貢獻(xiàn)1個自由電子,計算導(dǎo)線MN中電子沿導(dǎo)線長度方向定向移動的平均速率v(下表中列出了一些你可能用到的數(shù)據(jù))。
(3)經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為,金屬的電阻源于定向運動自由電子和金屬離子(金屬原子失去電子后剩余部分)的碰撞,展開你想象的翅膀,給出一個合理的自由電子運動模型:在此基礎(chǔ)上,求出導(dǎo)線MN中金屬離子對一個自由電子沿導(dǎo)線長度方向的平均作用力的表達(dá)式。
(1)在“研究勻變速直線運動”的實驗中,在打出的紙帶上每隔0.1秒取為一個計數(shù)點,并算出小車經(jīng)過各計數(shù)點的即時速度,為了算出加速度,最合理的方法是( )
A.根據(jù)任意兩個計數(shù)點的速度,用公式a=算出加速度
B.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v-t圖,量出其傾角α,由公式a=tanα,算出加速度
C.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v-t圖,由圖線上間隔較遠(yuǎn)的兩點所對應(yīng)的速度,用公式a=算出加速度
D.依次算出通過連續(xù)兩個計數(shù)點間的加速度,算出平均值作為小車的加速度
(2)某同學(xué)利用打點計時器探究小車速度隨時間變化的關(guān)系,所用交流電的頻率為50Hz,取某次實驗中得到的一條紙帶的一部分,依次取0、1、2、3、4、5、6、7為計數(shù)點,相鄰兩計數(shù)點間還有3個打點未畫出.從紙帶上測出相鄰各點間距離為x01=3.20cm,x12=4.74cm,x23=6.40cm,x34=8.02cm,x45=9.64cm,x56=11.28cm,x67=12.84cm.
①請通過計算,在下表空格內(nèi)填入合適的數(shù)據(jù)(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字);
計數(shù)點 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
各計數(shù)點的速度/(m·s-1) | 0.50 | 0.70 | 0.90 | 1.10 |
| 1.51 |
②根據(jù)表中數(shù)據(jù),在所給的坐標(biāo)系中作出v-t圖象(以0計數(shù)點作為計時起點);由圖象可得,小車運動的加速度大小為________m/s2.
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