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如甲图所示,相距为L的足够长光滑平行金属导轨与水平面间的夹角为α,导轨一部分处在...

如甲图所示,相距为L的足够长光滑平行金属导轨与水平面间的夹角为α,导轨一部分处在垂直导轨平面的匀强磁场中,OO′为磁场边界,磁感应强度为B,导轨右侧接有定值电阻R,导轨电阻忽略不计.在距OO′为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab.若ab杆在平行于斜面的恒力作用下由静止开始沿斜面向上运动,经过位移L时速度为v1,经过位移3L时速度为v2,其v-x关系图象如乙图所示,则
(1)在ab杆经过位移为3L的过程中电阻R上产生的电热Q是多少?
(2)ab杆在离开磁场前瞬间的加速度是多少?
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从能量守恒的角度判断:ab杆在拉力作用下通过磁场区域时,拉力做的功等于杆克服重力做的功和杆动能的增量以及电路中电阻放出的焦耳热之和;ab杆离开磁场瞬间可以求出杆所受的安培力,对杆受力分析,根据牛顿第二定律可以求出杆的加速度a. 【解析】 (1)ab杆在磁场中发生位移L的过程中,遵循能量守恒定律,即这一过程中拉力做的功等于杆克服重力做的功和杆动能的增加以及电阻上放出的热量Q之和即:       ① 当ab杆离开磁场继续向上运动2L的过程中,只有重力和拉力对杆做功,在这一过程中以杆使用动能定理有:          ② 由①和②可解得: (2)ab杆在离开磁场前瞬间,受重力mg、支持力FN、安培力F安和外力F作用,产生加速度为a 由题意,杆受的安培力 = 则杆产生的加速度a=              ③ 由②式得:,安培力大小等于F安= 代入③可得 a=: 答:(1)在ab杆经过位移为3L的过程中电阻R上产生的电热 (2)ab杆在离开磁场前瞬间的加速度a═.
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考点分析:
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如甲图所示,长为4m的水平轨道AB与倾角为37°的足够长斜面BC在B处连接,有一质量为2kg的滑块,从A处由静止开始受水平向右的力F作用,F按乙图所示规律变化,滑块与AB和BC间的动摩擦因数均为0.25,重力加速度g取l0m/s2.求:
(1)滑块第一次到达B处时的速度大小;
(2)不计滑块在B处的速率变化,滑块到达B点时撤去力F,滑块冲上斜面,滑块最终静止的位置与B点的距离.(sin37°=0.6)
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(1)该粒子在磁场区域内运动所用的时间t;
(2)该粒子射入时的速度大小v.

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(1)粒子打在板上时的动能;
(2)计算落在金属板上的粒子图形的面积大小.

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小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动.当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距离d后落地.如题图所示.已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为manfen5.com 满分网d,重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力.
(1)求绳断时球的速度大小 v1和球落地时的速度大小 v2
(2)向绳能承受的最大拉力多大?
(3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应是多少?最大水平距离为多少?

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选做题
B、(选修模块3-4)
(1)下列说法中正确的是:______
A、水面上的膜在阳光照射下会呈现彩色,这是由于光的干涉造成的色散现象
B、根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的电场周围一定可以产生稳定的磁场
C、相对论认为,相对于任何参考系,光速都是一样的
D、在测定单摆周期时,为减小实验误差,最好在小球经过最大位移处时开始计时
(2)一列简谐横波沿x轴传播,图甲是t=3s时的波形图,图乙是波上x=2m处质点的振动图线.则该横波的速度为______m/s,传播方向为______
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C、(选修模块3-5)
(1)以下有关近代物理内容的若干叙述中,正确的是:______
A、一束光照射到某金属表面时,能发生光电效应,此时若减弱照射光的强度,则很有可能不能发生光电效应
B、物质波既是一种电磁波,又是一种概率波
C、氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能增加,电势能减小
D、在核聚变反应中,由于要释放能量,发生质量亏损,所以聚变后的原子的总质量数要减少
(2)第一代核反应堆以铀235为裂变燃料,而在天然铀中占99%的铀238不能被利用,为了解决这个问题,科学家们研究出快中子增殖反应堆,使铀238变成高效核燃料.在反应堆中,使用的核燃料是钚239,裂变时释放出快中子,周围的铀238吸收快吕子后变成铀239,铀239(92239U)很不稳定,经过______次β次衰变后变成钚239(94239Pu),写出该过程的核反应方程式:______
(3)如图所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视为质点,质量分别为m和3m.Q与轻弹簧相连,若Q静止,P以某一速度v向Q运动,并与弹簧发生碰撞.求P、Q速度相等时两者的速度是多大?此时弹簧弹性势能多大?
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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