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如图所示,两根间距为L的金属导轨MN和PQ,电阻不计,左端向上弯曲,其余水平,水...

如图所示,两根间距为L的金属导轨MN和PQ,电阻不计,左端向上弯曲,其余水平,水平导轨左端有宽度为d、方向竖直向上的匀强磁场I,右端有另一磁场II,其宽度也为d,但方向竖直向下,磁场的磁感强度大小均为B.有两根质量均为m、电阻均为R的金属棒a和b与导轨垂直放置,b棒置于磁场II中点C、D处,导轨除C、D两处(对应的距离极短)外其余均光滑,两处对棒可产生总的最大静摩擦力为棒重力的K倍,a棒从弯曲导轨某处由静止释放.当只有一根棒作切割磁感线运动时,它速度的减小量与它在磁场中通过的距离成正比,即△v∝△x.
(1)若a棒释放的高度大于h,则a棒进入磁场I时会使b棒运动,判断b 棒的运动方向并求出h
(2)若将a棒从高度小于h的某处释放,使其以速度v进入磁场I,结果a棒以manfen5.com 满分网的速度从磁场I中穿出,求在a棒穿过磁场I过程中通过b棒的电量q和两棒即将相碰时b棒上的电功率Pb
(3)若将a棒从高度大于h的某处释放,使其以速度v1进入磁场I,经过时间t1后a棒从磁场I穿出时的速度大小为manfen5.com 满分网,求此时b棒的速度大小,在如图坐标中大致画出t1时间内两棒的速度大小随时间的变化图象,并求出此时b棒的位置.
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(1)a棒从h高处释放后在弯曲导轨上滑动时机械能守恒求得速度,根据法拉第电磁感应定律求得电动势,在求出安培力. (2)流过电阻R的电量q=△t,求出电流,求出电功率. (3)由于a棒从高度大于h处释放,因此当a棒进入磁场I后,b棒开始向左运动.由于每时每刻流过两棒的电流强度大小相等,两磁场的磁感强度大小也相等,所以两棒在各自磁场中都做变加速运动,且每时每刻两棒的加速度大小均相同. 【解析】 (1)根据左手定则判断知b棒向左运动. a棒从h高处释放后在弯曲导轨上滑动时机械能守恒,有 mgh=mv2 得v= a棒刚进入磁场I时E=BLv 此时感应电流大小I= 此时b棒受到的安培力大小F=BIL 依题意,有F=Kmg 求得h= (2)由于a棒从小于进入h释放,因此b棒在两棒相碰前将保持静止. 流过电阻R的电量q=△t 又== 所以在a棒穿过磁场I的过程中,通过电阻R的电量 q= 将要相碰时a棒的速度 v=-×= 此时电流I= 此时b棒电功率Pb=I2R=. (3)由于a棒从高度大于h处释放,因此当a棒进入磁场I后,b棒开始向左运动.由于每时每刻流过两棒的电流强度大小相等,两磁场的磁感强度大小也相等,所以两棒在各自磁场中都做变加速运动,且每时每刻两棒的加速度大小均相同,所以当a棒在t1时间内速度改变(v1-v1)=v1时,b棒速度大小也相应改变了v1,即此时b棒速度大小为v1.  两棒的速度大小随时间的变化图象大致如图所示: 通过图象分析可知,在t1时间内,两棒运动距离之和为v1t1,所以在t1时间内b棒向左运动的距离为△S=(v1t1-d), 距离磁场II左边界距离为 △L=-△S=-v1t1.
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考点分析:
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(1)若在a点弹射装置对小球水平的瞬时冲量I=0.05N•s,求小球从最高点d抛出后的水平射程.
(2)设小球进入轨道之前,轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力,若小球经过两半圆的对接处c点时,轨道对地面的压力恰好为零,则小球在a点的速度v为多大.

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(1)速度v的大小.
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(1)某同学做“双缝干涉测光的波长”实验时,相邻两条亮纹间的距离用带有螺旋测微器的测量头测出,如图所示.测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时螺旋测微器的示数为______mm.
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a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平
C.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1
e.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作.当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2
①实验中还应测量的物理量是______
②利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是______
③利用上述实验数据还可以求出被压缩弹簧的弹性势能的大小,请写出弹性势能表达式为______
(3)实验桌上有下列实验仪器:
A.待测电源(电动势约3V,内阻约7Ω):
B.直流电流表(量程0~0.6~3A,0.6A档的内阻约0.5Ω,3A档的内阻约0.1Ω:)
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E.滑动变阻器(阻值范围为0~1000Ω,允许最大电流为0.2A):
F.开关、导线若干:
请解答下列问题:
①利用给出的器材测量电源的电动势和内阻,要求测量有尽可能高的精度且便于调节,应选择的滑动变阻器是______(填代号),应选择的电流表量程是______(填量程),应选择的电压表量程是______(填量程).
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A.V2的示数减小,A2的示数减小
B.V2的示数增大,A2的示数增大
C.V1的示数增大,A1的示数增大
D.V1的示数不变,A1的示数增大
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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