[题目]小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示.两根平行金属导轨相距l=0.50 m.倾角θ=53°.导轨上端串接一个R=0.05 Ω的电阻.在导轨间长d=0.56 m的区域内.存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场.磁感应强度B=2.0 T.质量m=4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上.用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连.CD棒的初始位置与磁场区域的下� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示，两根平行金属导轨相距l=0.50 m，倾角θ=53°，导轨上端串接一个R=0.05 Ω的电阻。在导轨间长d=0.56 m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B=2.0 T。质量m=4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.24 m。一位健身者用恒力F=80 N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置（重力加速度g=10 m/s2，sin 53°=0.8，不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量）。求

（1）CD棒进入磁场时速度v的大小；

（2）CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小；

（3）在拉升CD棒的过程中，健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q。

【答案】（1）2.4 m/s（2）48 N（3）64 J26.88 J

【解析】（1）由牛顿定律①

进入磁场时的速度②

（2）感应电动势③

感应电流④

安培力⑤

代入得⑥

（3）健身者做功⑦

由牛顿定律；⑧

CD棒在磁场区做匀速运动

在磁场中运动时间⑨

焦耳热⑩

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A．谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度大些

B．谷种和瘪谷飞出洞口后都做平抛运动

C．谷种和瘪谷从飞出洞口到落地的时间不相同

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在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω。

（1）在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线。

（2）在电路中应选用滑动变阻器________（填“”或“”）。

（3）按照下列步骤调节此报警系统：

①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为______Ω；滑动变阻器的滑片应置于______（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是______。

②将开关向______（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至______。

（4）保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。

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