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如图所示,竖直平面内有一半径为r、电阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环,在M、...

如图所示,竖直平面内有一半径为r、电阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环,在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接,EF之间接有电阻R2,已知R1=12R,R2=4R。在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和Ⅱ,磁感应强度大小均为B。现有质量为m、电阻不计的导体棒ab,从半圆环的最高点A处由静止下落,在下落过程中导体棒始终保持水平,与半圆形金属环及轨道接触良好,设平行轨道足够长。已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1,下落到MN处的速度大小为v2

(1)求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。

(2)若导体棒ab进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变,求磁场I和Ⅱ之间的距离h和R2上的电功率P2

(3)若将磁场Ⅱ的CD边界略微下移,导体棒ab刚进入磁场Ⅱ时速度大小为v3,要使其在外力F作用下做匀加速直线运动,加速度大小为a,求所加外力F随时间变化的关系式。

 

 

(1)(2) (3) 【解析】(1)导体棒ab从A下落r/2时,,由牛顿第二定律,得: 式中 由以上各式可得到                                     4分    (2)当导体棒ab通过磁场II时,若安培力恰好等于重力,棒中电流大小始终不变,即 式中 解得 导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动,有 得                                         3分    此时导体棒重力的功率为 根据能量守恒定律,此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率,即 则                                        3分    (3)设导体棒ab进入磁场II后经过时间t的速度大小为 此时安培力大小为 ,有 根据牛顿第二定律,有 由以上各式解得                       4分   
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考点分析:
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半圆柱形玻璃砖截面如图所示,O为圆心,已知光线从a处进入玻璃砖后,在O点恰好发生全反射。

 (1)试计算这块玻璃砖的折射率;

 (2)如果另一条从b处射入的光线和a处光线平行,讨论这条光线能否穿过玻璃砖从MN射出。请画出光路图。

 

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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如图(a),表示一条均匀细绳,0、1、2、3、……表示绳上的一系列等间隔的质点,由0到15点的长度为180cm。一列简谐横波沿此绳传播,在t=0时刻,绳上9~12点的位置及运动方向如图(b)所示;t=14s时刻,绳上3~6各点的位置如图 (c)所示;t=20s时刻,绳上6~9各点的位置如图(d)所示。试确定:

(1) 此波的波长;

(2) 波的传播方向;

(3) 此波在绳中的最小传播速度。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(1)单摆的周期T与摆长L的关系”的实验中,某次测量小球的直径的示数如图1所示,图中游标尺上有50个等分刻度,则小球的直径d为          mm。用秒表记下了单摆振动50次的时间如图2所示,由图可读出时间为           s。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(2)有几个登山运动员登上了一无名山峰,但不知道此山的高度,他们想迅速地估测出此山峰的海拔高度,但是他们只带了一些轻质绳子、小刀、小钢卷尺、可当作秒表用的手表和一些食品,附近还有石子、树木等。请你根据物理知识快速地测量出山峰的海拔高度。已知地球表面的重力加速度为g,地球半径为R,还需要测量的物理量有                              ,山峰海拔高度的表达式为h=              

 

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在一次用插针法测量半圆柱形玻璃砖的折射率的实验中,某同学在画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针,如图1所示,但在玻璃砖右侧的区域内,无论从何处观察,都无法透过玻璃砖同时看到P1、P2的像,原因是                        

6ec8aac122bd4f6e

(1) 应采取的措施是:入射光线AB不动,将玻璃板向                 平移,直到可以透过玻璃砖同时看到P1、P2的像。

(2) 该同学采取了如下措施:如图2,将光线AB垂直于玻璃砖直径平面射入圆心O,以O为转轴在水平面内缓慢转动玻璃砖,当刚转过θ角时,观察者在玻璃砖平面一侧恰看不到出射光线,这样就可以知道该玻璃砖的折射率n的大小。由上述方法测定的该玻璃的折射率的表达式为 n =           

 

 

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如图所示为两列沿同一弹性绳传播的简谐横波在某时刻的波形图(虚线表示甲波,实线表示乙波),M为绳上x=0.2m处的质点,则下列说法中正确的是(    )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.这两列波将发生干涉现象

B.图示时刻质点M的速度沿+y方向

C.由图示时刻开始,再经甲波周期的1/4,质点M的位移为20cm

D.因波的周期未知,故两列波波速的大小无法比较

 

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