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如图甲所示, 光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距...

如图甲所示, 光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.3m。导轨电阻忽略不计,其间连接有固定电阻R=0.4Ω。导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.2Ω的金属杆ab,整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab,使之由静止开始运动,电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑,获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示。

(1)试证明金属杆做匀加速直线运动,并计算加速度的大小;

(2)求第2s末外力F的瞬时功率;

(3)如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功为0.3J,求回路中定值电阻R上产生的焦耳热是多少。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

(1)设路端电压为U,金属杆的运动速度为v,则感应电动势E = BLv,……………………1分 通过电阻R的电流 ……………………1分 电阻R两端的电压U= ……………………1分 由图乙可得  U=kt,k=0.10V/s……………………1分 解得,……………………1分 因为速度与时间成正比,所以金属杆做匀加速运动,加速度。…1分 (用其他方法证明也可以,只要得出加速度a=1m/s2即可给6分) (2)在2s末,速度v2=at=2.0m/s, ……………………1分 电动势E=BLv2,通过金属杆的电流 金属杆受安培力 ……………………1分 设2s末外力大小为F2,由牛顿第二定律,   ,……………………1分 故2s末时F的瞬时功率 P=F2v2……………………1分                      P=0.35W  ……………………1分                                      (3) 在2s末, 杆的动能  ……………………1分                           由能量守恒定律,回路产生的焦耳热 Q=W-Ek=0.1J ……………………1分                           根据 Q=I2Rt,有……………………1分 故在R上产生的焦耳热……………………1分 【解析】略
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考点分析:
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如图所示的区域中,左边为垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B ,右边是一个电场强度大小未知的匀强电场,其方向平行于OC且垂直于磁场方向.一个质量为m 、电荷量为-q 的带电粒子从P孔以初速度V0沿垂直于磁场方向进人匀强磁场中,初速度方向与边界线的夹角θ=600 ,粒子恰好从C孔垂直于OC射入匀强电场,最后打在Q点,已知OQ= 2 OC ,

不计粒子的重力,求:

( l )粒子从P运动到Q所用的时间 t 。

( 2 )电场强度 E 的大小

( 3 )粒子到达Q点时的动能EkQ

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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绝缘细绳的一端固定在天花板上,另一端连接着一个带负电的电量为q、质量为m的小球,当空间建立水平方向的匀强电场后,绳稳定处于与竖直方向成θ=600角的位置,如图所示。(1)求匀强电场的场强E;(2)若细绳长为L,让小球从θ=300的A点释放,王明同学求解小球运动至某点的速度的过程如下:

据动能定理  -mgL(1—cos300)+qELsin300=说明: 6ec8aac122bd4f6e 

 得:说明: 6ec8aac122bd4f6e                                             

你认为王明同学求的是最低点O还是θ=600的平衡位置处的速度,正确吗?请详细说明理由或求解过程。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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如图所示,在光滑的水平面上有一块质量为2m的长木板A,木板左端放着一个质量为m的小木块B,A与B之间的动摩擦因数为μ,开始时,A和B一起以v0向右运动,木板与墙发生碰撞的时间极短,碰后木板以原速率弹回,

求:(1)木板与小木块的共同速度大小并判断方向.

   (2)由A开始反弹到A、B共同运动的过程中,B在A上滑行的距离L。

  (3)由B开始相对于A运动起,B相对于地面向右运动的最大距离s。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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2008年9月25日,我国继“神舟”五号、六号载人飞船后又成功地发射了“神舟”七号载人飞船。如果把“神舟”七号载人飞船绕地球运行看作是同一轨道上的匀速圆周运动,宇航员测得自己绕地心做匀速圆周运动的周期为T、距地面的高度为H,且已知地球半径为R、地球表面重力加速度为g,万有引力恒量为G。你能计算出下面哪些物理量?能计算的量写出计算过程和结果,不能计算的量说明理由。

(1)地球的质量 ;

(2)飞船线速度的大小;

(3)飞船所需的向心力。

 

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如图所示,质量为m=2.0kg的小滑块,由静止开始从倾角6ec8aac122bd4f6e的固定的光滑斜面的顶端A滑至底端B,A点距离水平地面的高度h=5.0m,重力加速度g取10m/s2,求:

(1)滑块由A滑到B经历的时间;

(2)滑块由A滑到B的过程中支持力的冲量

(3) 滑块由A滑到B时的重力功率

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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