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如图所示,两金属板正对并水平放置,分别与平行金属导轨连接,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域有垂直导...

如图所示,两金属板正对并水平放置,分别与平行金属导轨连接,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域有垂直导轨所在平面的匀强磁场.金属杆ab与导轨垂直且接触良好,并一直向右匀速运动.某时刻ab进入Ⅰ区域,同时一带正电小球从O点沿板间中轴线水平射入两板间.ab在Ⅰ区域运动时,小球匀速运动;ab从Ⅲ区域右边离开磁场时,小球恰好从金属板的边缘离开.已知板间距为4d,导轨间距为L,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域的磁感应强度大小相等、宽度均为d.带电小球质量为m,电荷量为q,ab运动的速度为v,重力加速度为g.求:
(1)磁感应强度的大小;
(2)ab在Ⅱ区域运动时,小球的加速度大小;
(3)要使小球恰好从金属板的边缘离开,ab运动的速度v要满足什么条件.
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(1)根据ab进入Ⅰ区域,同时一带正电小球从O点沿板间中轴线水平射入两板间.ab在Ⅰ区域运动时,小球匀速运动,抓住小球电场力和重力相等、结合切割产生的感应电动势大小以及匀强电场的电场强度公式求出磁感应强度的大小. (2)开始小球所受电场力与重力相等,ab在Ⅱ磁场区域运动时,小球所受的电场力大小不变,方向反向,根据牛顿第二定律求出小球的加速度. (3)ab分别在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ磁场区域运动时,小球在电场中分别做匀速、类平抛和匀速运动,根据牛顿第二定律结合运动学公式求出ab运动的速度v要满足的条件. 【解析】 (1)ab在磁场区域运动时,产生的感应电动势大小为:ε=BLv…① 金属板间产生的场强大小为:…② ab在Ⅰ磁场区域运动时,带电小球匀速运动,有mg=qE…③ 联立①②③得:…④ (2)ab在Ⅱ磁场区域运动时,设小球的加速度a,依题意,有qE+mg=ma…⑤ 联立③⑤得:a=2g…⑥ (3)依题意,ab分别在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ磁场区域运动时,小球在电场中分别做匀速、类平抛和匀速运动,设发生的竖直分位移分别为SⅠ、SⅡ、SⅢ;ab进入Ⅲ磁场区域时,小球的运动速度为vⅢ.则: SⅠ=0   …⑦ SⅡ=…⑧ SⅢ=vⅢ…⑨vⅢ=…⑩ 又:SⅠ+SⅡ+SⅢ=2d 联立可得:. 答:(1)磁感应强度的大小为. (2)ab在Ⅱ区域运动时,小球的加速度大小为2g. (3)要使小球恰好从金属板的边缘离开,ab运动的速度v要满足.
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考点分析:
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《愤怒的小鸟》是一款时下非常流行的游戏,故事也相当有趣,如图甲,为了报复偷走鸟蛋的肥猪们,鸟儿以自己的身体为武器,如炮弹般弹射出去攻击肥猪们的堡垒.某班的同学们根据自己所学的物理知识进行假设:小鸟被弹弓沿水平方向弹出,如图乙所示.(取重力加速度g=10m/s2):
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(1)若h1=3.6m,l1=2.4m,h2=1.8m,要使小鸟飞出能直接打中肥猪的堡垒,小鸟飞出去的初速度应多大?
(2)如果小鸟弹出后,先掉到平台上(此时小鸟距抛出点的水平距离为l2),接触平台瞬间竖直速度变为零,水平速度不变,小鸟在平台上滑行一段距离后,若要打中肥猪的堡垒,小鸟和平台间的动摩擦因数μ与小鸟弹出时的初速度v应满足什么关系(用题中所给的符号h1、l1、h2、l2、g表示)?
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(1)①在做“用单摆测定重力加速度”的实验时,已知摆球直径为2.00cm,让刻度尺的零刻线对准摆线的悬点,摆线竖直下垂,如图1,则单摆摆长是______m;某次实验测定40次全振动的时间如图中秒表所示,则单摆周期是______s.manfen5.com 满分网
②某同学用如图2所示的装置测定当地的重力加速度,纸带上的点为计时器的打点,计时器所用的电源为220V,50Hz的交流电,由纸带所示数据可算出实验时的加速度为______ m/s2.当地的重力加速度数值为9.8m/s2,请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因______
(2)电源的输出功率P跟外电路的电阻R有关.如图3所示,是研究它们关系的实验电路.为了便于进行实验和保护蓄电池,给蓄电池串联了一个定值电阻R,把它们一起看作新电源(图中虚线框内部分).新电源的内电阻就是蓄电池的内电阻和定值电阻R之和,用r表示,电源的电动势用E表示.
①写出新电源的输出功率P跟E、r、R的关系式:______
(安培表、伏特表看作理想电表).
②在实物图4中按电路图画出连线,组成实验电路.
③表中给出了6组实验数据,根据这些数据,在方格纸中画出P-R关系图线5.根据图线可知,新电源输出功率的最大值约是______W,当时对应的外电阻约是______
U(V)3.53.02.52.01.51.0
I(A)0.20.30.40.50.60.7

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如图所示,一半径为R的均匀带正电圆环水平放置,环心为O点,质量为m的带正电的小球从O点正上方h高的A点静止释放,并穿过带电环,关于小球从A到A关于O的对称点A′过程加速度(a)、重力势能(EpG)、机械能(E)、电势能(Ep电)随位置变化的图象一定错误的是(取O点为坐标原点且重力势能为零,向下为正方向,无限远电势为零)( )
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如图所示的电路中,L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈,D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡,E是内阻不计的电源.在t=0时刻,闭合开关S,电路稳定后在t1时刻断开开关S.规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向,分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流,则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是( )
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一简谐横波某时刻的波形如图所示,x=5m的质点A此时的运动方向向下,且经过0.1s第一次回到平衡位置,由此可以判定( )
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D.波沿x轴负方向传播,波速大小为10m/s
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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