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如图所示,电阻不计的两光滑金属导轨相距L放在水平绝缘桌面上,半径为R的圆弧部分处...

如图所示,电阻不计的两光滑金属导轨相距L放在水平绝缘桌面上,半径为R的manfen5.com 满分网圆弧部分处在竖直平面内,水平直导轨部分处在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,末端与桌面边缘平齐.两金属棒ab、cd垂直两导轨且与导轨接触良好,ab棒质量为2m、电阻为r,cd棒质量为m、电阻为r.开始时cd棒静止在水平直导轨上,ab棒从圆弧导轨的顶端无初速释放,进入水平直  导轨后与cd棒始终没有接触并一直向右运动,最后两棒都离开导轨落到地面上.两棒落地点到桌面边缘的水平距离之比为3:1,求:
(1)cd棒在水平直导轨上的最大加速度.
(2)两棒在导轨上运动的过程中产生的焦耳热.

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(1)ab棒刚进入水平导轨时,cd棒受到的安培力最大,此时它的加速度最大.根据ab棒从圆弧导轨滑下机械能定恒求解进入磁场之前的速度大小,由E=BLv、I=、F=BIL结合求出安培力,即可由牛顿第二定律求解最大加速度. (2)ab棒与cd棒在水平导轨上运动,根据动量定恒和两棒离开导轨做平抛运动的时间相等求出棒ab和棒cd离开导轨时的速度大小;根据能量定恒求解两棒在轨道上运动过程产生的焦耳热. 【解析】 (1)ab棒刚进入水平导轨时,cd棒受到的安培力最大,此时它的加速度最大. 设ab棒进入水平导轨的速度为v1,ab棒从圆弧导轨滑下机械能定恒: 2mgR=×2mv12 解得:v1=. ① ab棒刚进入水平导轨时,设此时回路的感应电动势为E, E=BLv ③ I= ④ cd棒受到的安培力为:Fcd=BIL ⑤ 根据牛顿第二定律,cd棒有最大加速度为 a= ⑥ 联立①~⑥解得: a=  ⑦ (2)离开导轨时,设ab棒的速度为v1′,cd棒的速度为v2′,ab棒与cd棒在水平导轨上运动,根据动量定恒得:    2mv1=2mv1′+mv2′⑧ 依题意v1′>v2′,⑨ 两棒离开导轨做平抛运动的时间相等, 由平抛运动水平位移x=vt可知 v1′:v2′=x1:x2=1:3 解得,v1′=3v2′,⑩ 根据能量定恒,两棒在轨道上运动过程产生的焦耳热为   Q=-(+)(11) 由①⑧⑩(11)解得,Q= 答: (1)cd棒在水平直导轨上的最大加速度为. (2)两棒在导轨上运动的过程中产生的焦耳热为.
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考点分析:
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在水平光滑的绝缘桌面内建立如图所示的直角坐标系,将第Ⅰ、Ⅱ象限称为区域一,第Ⅲ、Ⅳ象限称为区域二,其中一个区域内只有匀强电场,另一个区域内只有大小为2×10-2T、方向垂直桌面的匀强磁场.把一个荷质比为manfen5.com 满分网=2×108C/kg的正电荷从坐标为(0,-l)的A点处由静止释放,电荷以一定的速度从坐标为(1,0)的C点第一次经x轴进入区域一,经过一段时间,从坐标原点O再次回到区域二.
(1)指出哪个区域是电场、哪个区域是磁场以及电场和磁场的方向.
(2)求电场强度的大小.
(3)求电荷第三次经过x轴的位置.

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(1)为了安全,在高速公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离.已知某段高速公路的最高限速v=108km/h,假设前方车辆突然停止,后面车辆司机从发现这一情况起,经操纵刹车到汽车开始减速经历的时间(即反应时间)t=0.50s,刹车时汽车受到阻力的大小为汽车重力的0.50倍.该段高速公路上以最高限速行驶的汽车,至少应保持的距离为多大?取g=10m/s2
(2)如图所示,在绝缘的光滑水平面上有A、B两个点电荷,A带正电,B带负电,电量都是q,它们之间的距离为d.为使两电荷在电场力作用下都处于静止状态,必须在水平方向加一个匀强电场.求:两电荷都处于静止状态时,AB连线的中点处场强大小和方向.(已知静电力常数为k)

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在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中,提供的器材有:
A.干电池一节             B.电流表(量程0.6A)
C.电压表(量程3V)         D.电键S和若干导线
E.滑动变阻器R1(最大阻值20Ω,允许最大电流1A)
F.滑动变阻器R2(最大阻值300Ω,允许最大电流0.5A)
G.滑动变阻器R3(最大阻值l000Ω,允许最大电流0.1A)
(1)①按如图1所示电路测量干电池的电动势和内阻,滑动变阻器应选    (填写代号).
②为使测量尽可能精确,用笔画线代替导线将如图2所示的实物图连接成实验电路(已连接了部分线),要求变阻器的滑动触头滑至最右端时,其使用电阻值最大.
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(2)实验步骤:
①按实验要求连接好电路.闭合电键前把变阻器的滑动触头滑至一端,使接入电路的阻值最大.
②闭合电键,调节滑动变阻器,使    的指针有明显偏转,读取        的示数.用同样方法测量多组数据.
③断开电键,整理好器材.
④数据处理.
(3)将实验测得的数据标在如图3所示的坐标图中,请作出U-I图线,由此求得待测电池的电动势E=    V,内电阻r=    Ω.(结果保留三位有效数字) 查看答案
(1)用如图1所示的游标卡尺测量圆形钢管内径的操作方法是:把    (填“A”、“B”、“C”或“D”)放入到圆形钢管内,并尽量把它们拉开到最大位置.某同学用图l2所示的游标卡尺测量圆形钢管内径时的测量结果如图2所示,则该圆形钢管的内径是    cm.
(2)“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图3所示的(甲)或(乙)方案来进行.
①比较这两种方案,    (填“甲”或“乙”)方案好些,理由是   
②如图4是该实验中得到的一条纸带,测得每两个计数点间的距离如图中所示,已知每两个计数点之间的时间间隔T=0.1s.物体运动的加速度a=    ;该纸带是采用    (填“甲”或“乙”)实验方案得到的.简要写出判断依据   
③如图5是采用(甲)方案时得到的一条纸带,在计算图中N点速度时,几位同学分别用下列不同的方法进行,其中正确的是
A.VN=gnT
B.VN=manfen5.com 满分网
C.VN=manfen5.com 满分网
D.VN=g(n-1)T.η
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第二组:适合选修3-4模块的考生
(1)露珠在阳光下显得晶莹明亮是由于光的______现象造成的;通过手指缝看日光灯,可以看到彩色条纹是由于光的______现象造成的;水面上的汽油薄膜呈现彩色花纹是由于光的______现象造成的.
(2)如图所示的装置,在曲轴上悬挂一个弹簧振子,若不转动手把,让其上下振动,其周期为T1,现使手把以周期T2匀速转动(T2>T1),振动稳定后,要使弹簧振子的振幅增大,可以让把手的转速______(填“适当增大”、“适当减小”或“不变”),这是因为:______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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