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(19分)

如图所示,两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为6ec8aac122bd4f6e的绝缘斜面上,导轨上端连接一个定值电阻。导体棒a和b放在导轨上,与导轨垂直并良好接触。斜面上水平虚线PQ以下区域内,存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力,使它沿导轨匀速向上运动,此时放在导轨下端的b棒恰好静止。当a棒运动到磁场的上边界PQ处时,撤去拉力,a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向选滑动,此时b棒已滑离导轨。当a棒再次滑回到磁场边界PQ处时,又恰能沿导轨匀速向下运动。已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R,b棒的质量为m,重力加速度为g,导轨电阻不计。求

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)   a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中,a棒中的电流强度I,与定值电阻R中的电流强度IR之比;

(2)   a棒质量ma;

a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F。

 

答案:
(1)                                       (2) 【解析】(1)a棒沿导轨向上运动时,a棒、b棒及电阻R中的电流分别为、、有                                                      ①                                                      ② 由 ①②解得                                               ③ (2)由于a棒在PQ上方滑动过程中机械能守恒,因而a棒在磁场中向上滑动的速度大小与在磁场中向下滑动的速度大小相等,即                       ④ 设磁场的磁感应强度为B,导体棒长为L。a棒在磁场中运动时产生的感应电动势为                                                          ⑤ 当a棒沿斜面向上运动时                                 ⑥                               ⑦ 向下匀速运动时,a棒中的电流为,则                                                             ⑧                                                     ⑨ 由④⑤⑥⑦⑧⑨解得   由题知导体棒a沿斜面向上运动时,所受拉力 联立上列各式解得   
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(18分)

(1)(6分)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图所示。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

①此玻璃的折射率计算式为6ec8aac122bd4f6e=      (用图中的6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e表示);②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度      (填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。

(2)(6分)某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系。实验时,将原长约200mm的橡皮筋上端固定,在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为20g),每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量;当挂上10只钩码后,再逐一把钩码取下,每取下一只钩码,也记下对应的橡皮筋伸长量。根据测量数据,作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量△6ec8aac122bd4f6e与拉力6ec8aac122bd4f6e关系的图像如图所示。从图像中可以得出       。(填选项前的字母)

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.增挂钩码时△6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e成正比,而减挂钩码时△6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e不成正比

B.当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大

C.当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等

D.增挂钩码时所挂钩码数过多,导致橡皮筋超出弹性限度

(3)(6分)如图所示是一些准备用来测量待测电阻6ec8aac122bd4f6e阻值的实验器材,器材及其规格列表如下: 

器   材

规       格

待测电阻6ec8aac122bd4f6e

电源6ec8aac122bd4f6e

电压表V1

电压表V2

电流表A

滑动变阻器6ec8aac122bd4f6e

开关S、导线若干

阻值在900Ω-1000Ω之间

具有一定内阻,电动势约9.0V

量程2.0V,内阻6ec8aac122bd4f6e=1000Ω

量程5.0V,内阻6ec8aac122bd4f6e=2500Ω

量程3.0A,内阻6ec8aac122bd4f6e=0.10Ω

最大阻值约100Ω,额定电流0.5A

说明: 6ec8aac122bd4f6e

为了能正常进行测量并尽可能减小测量误差,实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。请用实线代替导线,在所给的实验器材图中选择若干合适的器材,连成满足要求的测量6ec8aac122bd4f6e阻值的电路。