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如图所示,顶角=45°的金属导轨MON固定在水平面内,导轨处在方向竖直、磁感应强...

manfen5.com 满分网如图所示,顶角=45°的金属导轨MON固定在水平面内,导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中.一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v沿导轨MON向右滑动,导体棒的质量为m,导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为r.导体棒与导轨接触点为a和b,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触.t=0时,导体棒位于顶角O处,求:
(1)t时刻流过导体棒的电流强度I和电流方向.
(2)导体棒作匀速直线运动时水平外力F的表达式.
(3)导体棒在0~t时间内产生的焦耳热Q.
(4)若在t时刻将外力F撤去,导体棒最终在导轨上静止时的坐标x.
(1)求出t时刻导体棒的有效长度,结合切割产生的感应电动势和闭合电路欧姆定律求出电流强度的大小,根据右手定则求出电流的方向. (2)当导体棒做匀速直线运动时,水平外力等于安培力,根据平衡求出水平拉力的表达式. (3)导体棒在0~t时间内电流大小恒定,抓住R与时间正比,通过平均功率,根据Q=Pt求出产生的焦耳热Q. (4)根据动量定理,结合微分思想、运动学公式求出在t时刻将外力F撤去,导体棒最终在导轨上静止时的坐标x. 【解析】 (1)0到t时间内,导体棒的位移x=vt t时刻,导体棒长度l=x 导体棒的电动势 E=Blv 回路总电阻 R=(2x+)r 电流强度   I= 电流方向为b到a. (2)匀速直线运动时,安培力等于拉力. F=BlI= (3)t时刻导体棒的电功率  P=I2R′ 由于I恒定,R′=vrt正比于t 因此=I2=I2 R′ Q=t= (4)撤去外力后,设任意时刻t导体棒的坐标为x,速度为v,取很短时间△t或很短距离△x 在t~t+△t时间内,由动量定理得 BlI△t=m△v(lv△t)==mv 扫过面积△S==(x=vt)得 x= 或设滑行距离为d 则△S= 即d2+2vtd-2△S=0 解之 d=-vt+ 得x=vt+d== 答:(1)t时刻流过导体棒的电流强度I为,电流方向为b到a. (2)导体棒作匀速直线运动时水平外力F的表达式为F=. (3)导体棒在0~t时间内产生的焦耳热Q=. (4)导体棒最终在导轨上静止时的坐标x=.
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考点分析:
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天文学家测得银河系中氦的含量约为25%.有关研究表明,宇宙中氦生成的途径有两条:一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的;二是在宇宙演化到恒星诞生后,由恒星内部的氢核聚变反应生成的.
(1)把氢核聚变反应就简化为4个氢核(manfen5.com 满分网)聚变成氦核(manfen5.com 满分网He),同时放出2个正电子(manfen5.com 满分网e)和2个中微子(Ve),请写出该氢核聚变反应的方程,并计算一次反应释放的能量.
(2)研究表明,银河系的年龄约为t=3.8×1017s,每秒钟银河系产生的能量约为1×1037J(即P=1×1037J/s).现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应,试估算银河系中氦的含量(最后结果保留一位有效数字).
(3)根据你的估算结果,对银河系中氦的主要生成途径做出判断.
(可能用到数据:银河系质量约为M=3×1041kg,原子质量单位1u=1.66×10-27kg,1u相当于1.5×10-10J的能量,电子质量m=0.0005u,氦核质量ma=4.0026u,氢和质量mp=1.0078u,中微子ve质量为零).
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(1)两球从开始运动到相碰,A球下落的高度.
(2)A、B两球碰撞(碰撞时无机械能损失)后,各自速度的水平分量.
(3)轻绳拉直过程中,B球受到绳子拉力的冲量大小.

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(1)求该粒子在x处电势能Epx0
(2)试从牛顿第二定律出发,证明该带电粒子在极板间运动过程中,其动能与电势能之和保持不变.
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(1)当自动开关S闭合和断开时,用电器分别处于什么状态?
(2)用电器由照明电路供电U=220V,设加热时用电器的电功率为400W,保温时用电器的电动功率为40W,则R1和R2分别为多大?
(3)若将图①中的自动开关S换成理想的晶体二极管D,如图②所示,其它条件不变,求该用电器工作1小时消耗的电能.

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(2)如卫星B绕行方向与地球自转方向相同,某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上),则至少经过多长时间,他们再一次相距最近?
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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