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如图所示,光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距l,在M点和P点间连接一个阻值为R...

如图所示,光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距l,在M点和P点间连接一个阻值为R的电阻,在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r、长度也刚好为l的导体棒ab垂直搁在导轨上,与磁场左边界相距d.现用一个水平向右的力F拉棒ab,使它由静止开始运动,棒ab离开磁场前已做匀速直线运动,棒ab与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计,F随ab与初始位置的距离x变化的情况如图,F已知.求:
(1)棒ab离开磁场右边界时的速度;
(2)棒ab通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能;
(3)d满足什么条件时,棒ab进入磁场后一直做匀速运动.
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(1)由于导体棒离开时已经匀速运动,故安培力与外力F大小相等方向相反,据此可以求出棒离开磁场时的速度. (2)克服安培力所做功等于回路中产生的热量即消耗的电能,根据动能定理可以正确求出. (3)由题意可知导体棒运动到右端时已经匀速运动,因此只要导体棒进入磁场时的速度等于(1)中所求速度,棒ab进入磁场即可匀速运动,根据动能定理可以求出d满足的条件. 【解析】 (1)设离开右边界时棒ab速度为υ,则有: E=Blv       ①            ② 对棒有:2F-BIl=0    ③ 联立①③③解得:, 故棒ab离开磁场右边界时的速度为:. (2)在ab棒运动的整个过程中,根据动能定理有:         ④ 由功能关系:E电=W安 ⑤ 联立④⑤解得: 故棒ab通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能为:. (3)设棒刚进入磁场时的速度为υ,则有: 当υ=υ, 故当d满足满足条件为:时,进入磁场后一直匀速运动.
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考点分析:
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如图所示,K与虚线MN之间是加速电场,虚线MN与PQ之间是匀强电场,虚线PQ与荧光屏之间是匀强磁场,且MN均与荧光屏三者互相平行,电场和磁场的方向如图所示,图中A点与O点的连线垂直于荧光屏.一带正电的粒子初速度为0,经加速电场加速后从A点离开,速度方向垂直于偏转电场方向射入偏转电场,在离开偏转电场后进入匀强磁场,最后恰好垂直地打在荧光屏上.已知电场和磁场区域在坚直方向足够长,加速电场电压与偏转电场的场强关系为U=manfen5.com 满分网,式中的d是偏转电场的宽度,磁场的磁感应强度B与偏转电场的电场强度E和带电粒子离开加速电场的速度vo关系符合表达式manfen5.com 满分网若题中只有偏转电场的宽度d为已知量,不计粒子重力,则:
(1)画出带电粒子轨迹示意图;
(2)磁场的宽度L为多少?
(3)带电粒子在电场和磁场中垂直于vo方向的偏转距离分别是多少?

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已知某行星半径为R,以其第一宇宙速度运行的卫星绕行星的周期为T,该行星上发射的同步卫星的运行速度为V,则同步卫星距行星表面高度为多高?求该行星的自转周期?
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设柱桩进入地面的深度为h,对全程运用动能定理,得:mf(H+h)+Mgh-fh=0可解得:h=…你认为该同学的解法是否正确?如果正确,请求出结果;如果不正确,请说明理由,并列式求出正确的结果.
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物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应.根据这一理论,在太阳内部4个氢核(11H)转化成一个氦核(24He)和两个正电子(1e)并放出能量.已知质子质量mP=1.0073u,α粒子的质量mα=4.0015u,电子的质量me=0.0005u. 1u的质量对应931.5MeV的能量.
(1)写出该热核反应方程;
(2)一次这样的热核反应过程中释放出多少兆电子伏的能量?(结果保留四位有效数字).
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某研究性学习小组发现河水在缓慢流动时有一个规律,河中央流速最大,岸边速度几乎为零.为了研究河水流速与从岸边到中央距离的关系,小明同学设计了这样的测量仪器:如图甲所示,两端开口的“L”型玻璃管的水平部分置于待测的水流中,竖直部分露出水面,且露出水面部分的玻璃管足够长.当水流以速度 v 正对“L”型玻璃管的水平部分开口端匀速流动时,管内外液面的高度差为 h,且h 随水流速度的增大而增大.为了进一步研究水流速度v 与管内外水面高度差h的关系,该组同学进行了定量研究,得到了如下的实验数据,并根据实验数据得到了v-h 图象,如图丙所示.
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v(m/s)1.001.411.732.002.453.003.16
h(m)0.050.100.150.200.300.450.50
(1)根据根据上表的数据和图丙中图象的形状,可猜想v和h之间的关系为______;为验证猜,请在图丁中确定纵轴所表示的物理量,并另作 图象,若该图象的形状为______,说明猜想正确.
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(2)现利用上述测速器,由河流南岸开始,每隔1米测一次流速,得到数据如下表所示:
测试点距岸距离 x/m123456
管内外高度差   h/cm0.83.27.212.820.028.8
相应的水流速度 v/ms-1__________________________________________
根据v和h之间的关系完成上表的最后一行,对比上表中的数据,可以看出河中水流速度 v 与从南岸到河流中央距离x的关系为:______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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