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光滑平行的金属导轨MN和PQ,间距L=1.0m,与水平面之间的夹角α=30°,匀...

光滑平行的金属导轨MN和PQ,间距L=1.0m,与水平面之间的夹角α=30°,匀强磁场磁感应强度B=2.0T,垂直于导轨平面向上,MP间接有阻值R=2.0Ω的电阻,其它电阻不计,质量m=2.0kg的金属杆ab垂直导轨放置,如图甲所示.用恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab,由静止开始运动,v-t图象如图乙所示,g=10m/s2,导轨足够长.求:
(1)恒力F的大小.
(2)金属杆速度为2.0m/s时的加速度大小.
(3)根据v-t图象估算在前0.8s内电阻上产生的热量.

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(1)由乙图看出,杆的最大速度为4m/s,此时杆做匀速直线运动,受力平衡,安培力大小为F安=,根据平衡条件可求出F. (2)金属杆速度为2.0m/s时,求出安培力大小,由牛顿第二定律求解加速度大小. (3)根据速度图象的“面积”大小等于位移,估算出前0.8s内杆的位移,估算时大于等于半格算一个,小于半格舍去.根据能的转化与守恒定律求解电阻R上产生的热量. 【解析】 (1)由图乙知,杆运动的最大速度vm=4 m/s 此时有  F=mgsin α+F安=mgsin α+ 代入数据解得:F=18 N. (2)对杆进行受力分析,如图所示,由牛顿第二定律可得:  F-F安-mgsin α=ma a= 代入数据得:a=2.0 m/s2. (3)由图乙可知,0.8s末金属杆的速度v1=2.2 m/s,前0.8s内图线与t轴所包围的小方格的个数约为27,面积为27×0.2×0.2=1.08,即前0.8 s内金属杆的位移为:     s=1.08 m 由能的转化与守恒定律得: Q=Fs-mgssin α-mv12 代入数据得:Q=3.80 J. 答: (1)恒力F的大小为18N. (2)金属杆速度为2.0m/s时的加速度大小为2.0m/s2. (3)在前0.8s内电阻上产生的热量是3.80J.
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考点分析:
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如图所示,有界匀强磁场的磁感应强度为B,区域足够大,方向垂直于纸面向里,直角坐标系xoy的y轴为磁场的左边界,A为固定在x轴上的一个放射源,内装镭核(manfen5.com 满分网)沿着+x方向释放一个α粒子后衰变成氡核(Rn).在y轴上放有粒子接收器,移动粒子接收器,在N点能接收到α粒子,N点到O点的距离为l,已知OA间距离为manfen5.com 满分网,α粒子质量为m,电荷量为q,氡核的质量为m
(1)写出镭核的衰变方程;
(2)求α粒子的动能.

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在水平光滑细杆上穿着A、B两个小球(可看作质点),用两根长度同为L的不可伸长的轻绳与C球连接,如图所示.已知A、B、C三球质量均相同,开始时三球均静止;两绳伸直且处于水平状态.现同时释放三球.求:
(1)从开始释放到三个小球完全静止,系统损失了多少机械能.
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现利用图1乙所示装置研究滑块的运动情况,图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出,让滑块从木板的顶端滑下,光电门1,2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-2s和2.0×10-2s.用游标卡尺测量小滑块的宽度d,卡尺数如图丙所示.
①读出滑块的宽度d=______cm.
②滑块通过光电门1的速度v1=______m/s.滑块通过光电门2的速度v2=______m/s.(保留两位有效数字)
③若提供一把米尺,测出两个光电门之间的距离1m,则滑块运动的加速度为______
(2)如图2为一正在测量中的多用电表表盘
①如果是用×10Ω档测量电阻,则读数为______Ω.
②如果是用直流10mA档测量电流,则读数为______mA.
③如果是用直流5V档测量电压,则读数为______V.
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两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R的电阻.将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图所示.除电阻R外其余电阻不计.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则( )
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A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g
B.金属棒向下运动时,流过电阻R电流方向为a→b
C.金属棒的速度为v时,所受的安培力大小为manfen5.com 满分网
D.电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少
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manfen5.com 满分网(钍)经过一系列α和β衰变,变为manfen5.com 满分网(铅),则( )
A.铅核比钍核少8个质子
B.铅核比钍核少24个中子
C.此变化过程中共有4个中子转变为质子
D.共经过6次α衰变和4次β衰变
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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