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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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在光滑的绝缘水平面上有一质量为m=1.0×10-3kg、电量q=1.0×10-10C的带正电小球静止在O点,以O点为原点在该水平面内建立直角坐标系Oxy.现突然加一个沿x轴正方向、场强大小E=2.0×106V/m的匀强电场使小球运动,并开始计时.在第1s末所加电场方向突然变为沿y轴正方向,大小不变;在第2s末电场突然消失,求第3s末小球的位置.
一位同学这样分析:第1s内小球沿x轴做初速度为零的匀加速直线运动,可求出其位移x1;第2s内小球沿+y方向做初速度为零的匀加速直线运动,可求出其位移y2及速度υ,第3s内小球沿+y方向做匀速直线运动,可求出位移s,最后小球的横坐标是x1,纵坐标是y2+s
你认为他的分析正确吗?如果认为正确,请按他的思路求出第3s末小球的位置;如果认为不正确,请指出错误之处并求出第3s末小球的位置.

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如图所示,均匀玻璃管内有一长h=15厘米的汞柱将一些空气封于闭端,当气温为27℃、玻璃管水平放置时,空气柱长l1=20厘米(如图甲),外界大气压为1.0×105帕,且保持不变.已知水银密度为ρ=13.6×103千克/米3,取g=9.8米/秒2.问:
(1)保持温度不变,小心地将玻璃管竖立起来,使开口的一端向上(如图乙),管内气柱长度l2等于多少?
(2)玻璃管开口向上竖直放置时,要使管内气柱长仍为20厘米,管内气体温度应变为多少摄氏度?

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(B)某些城市交通部门规定汽车在市区某些街道行驶的速度不能超过vm.一辆汽车在该水平路段紧急刹车时车轮抱死,沿直线滑行一段距离后停止,交警测得车轮在地面上滑行的轨迹长sm,又从手册中查出该车车轮与地面间的动摩擦因数μ,有关数据在下面表中.请你判断这辆汽车是否违反规定超速行驶.
vm(km/h)Sm(m)μg(m/s2
30100.7210

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(A)目前,有一种先进的汽车制动装置,可保证车轮在制动时不会被抱死,使车轮仍有一定的滚动,安装了这种防抱死装置的汽车,在紧急刹车时可获得比车轮抱死更大的制动力,从而使刹车距离大大减小.假设汽车安装防抱死装置后刹车制动力恒为F,驾驶员的反应时间为t,汽车的质量为m,刹车前匀速行驶的速度为v,试推出驾驶员发现情况后紧急刹车时的安全距离s的表达式.
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发光二极管是某些电路上做指示用的一种电子元件,可看做纯电阻,符号如图manfen5.com 满分网.只有电流从所标“+”号的一端输入,从所标“-”号一端流出时,它才能发光.厂家提供的某二极管的U-I图象如图所示.
(1)若使用电动势为12V、内阻可以忽略不计的电源对二极管供电,使二极管管正常工作(工作电压为2.0V),则需要在电源和二极管之间______(填“串联”或“并联”)一个电阻,其阻值为______Ω.
(2)已知二极管允许的最大电流为56mA.选用下列器材可验证这种元件的U-I曲线与厂家提供的是否一致.
A.1.5V的干电池两节;B.0~50Ω的滑动变阻器一个;C.量程为15V、内阻为50kΩ的电压表一只;D.量程为3V、内阻为20kΩ的电压表一只;E.量程为3mA、内阻为0.01Ω的电流表一只;F.量程为100mA、内阻为5Ω的电流表一只;G.待测发光二极管一只;H.导线、开关等为准确、方便地进行检测,电压表应采用______,电流表应采用______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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