两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一...

两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面．质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与水平和竖直导轨之间有相同的动摩擦因数μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R．整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中．当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以某一速度向下做匀速运动．设运动过程中金属细杆ab、cd与导轨接触良好．重力加速度为g．求：
（1）ab杆匀速运动的速度v₁；
（2）ab杆所受拉力F，
（3）ab杆以v₁匀速运动时，cd杆以v₂（v₂已知）匀速运动，则在cd杆向下运动h过程中，整个回路中产生的焦耳热为多少？

（1）根据法拉第电磁感应定律，求出感应电动势大小；再由左手定则，来判定安培力的方向，根据受力平衡，即可求解；（2）对ab杆受力分析，从而由平衡方程，即可求解；（3）根据ab杆匀速运动，可求出运动的距离；再由整个过程中运用能量守恒，可得出，焦耳热等于克服安培力所做的功，即可求解．【解析】（1）ab杆向右运动时，ab杆中产生的感应电动势方向为a→b，大小为E=BLv1 cd杆中的感应电流方向为d→c．cd杆受到的安培力方向水平向右安培力大小为 cd杆向下匀速运动，有mg=μF安② 解①、②两式，ab杆匀速运动的速度为（2）ab杆所受拉力（3）设cd杆以v2速度向下运动h过程中，ab杆匀速运动了s距离 ∵．整个回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功解得：答：（1）ab杆匀速运动的速度；（2）ab杆所受拉力力，（3）ab杆以v1匀速运动时，cd杆以v2（v2已知）匀速运动，则在cd杆向下运动h过程中，整个回路中产生的焦耳热为．

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考点分析：

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如图所示的直角坐标系中，在直线X=-2L到y轴区域内存在着两个大小相等、方向相反的有界匀强电场，其中x轴上方的电场方向沿y轴负方向，x轴下方的电场方向沿y轴正方向，在电场左边界上A（-2L，-L，）到C（-2L，0）区域内，连续分布着电量为+q，质量为m的粒子，从某时刻起由A点到C点间的粒子，依次连续以相同的速度V沿x轴正方向射入电场，若从A点射入的粒子，恰好从y轴上的A'（0，L）沿x轴正方向射出电场，其轨迹如图，不计粒子的重力及它们间的相互作用．
（1）求匀强电场的电场强度E；
（2）求在AC间还有哪些位置的粒子，通过电场后也能沿x轴正方向运动？
（3）若以直线x=2L上的某点为圆心的圆形区域内，分布着垂直于xOy平面向里的强磁场，使沿x轴正方向射出电场的粒子，经磁场偏转后，都能通过直线x=2L与圆形磁场边界的一个交点处，而便于被收集，则磁场区域的最小半径是多大？相应的磁感应强度B是多大？

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质量为m的小球由长为L的细线系住，细线的另一端固定在 A点，AB是过A的竖直线，且AB=L，E为AB的中点，过E作水平线 EF，在EF上某一位置钉一小钉D，如图所示．现将小球悬线拉至水平，然后由静止释放，不计线与钉碰撞时的机械能损失．
（1）若钉子在E点位置，则小球经过B点前后瞬间，绳子拉力分别为多少？
（2）若小球恰能绕钉子在竖直平面内做圆周运动，求钉子D的位置离E点的距离x．
（3）保持小钉D的位置不变，让小球从图示的P点静止释放，当小球运动到最低点时，若细线刚好达到最大张力而断开，最后小球运动的轨迹经过B点．试求细线能承受的最大张力T．

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图甲是某研究性学习小组自制的电子秤原理图，利用电压表的示数来指示物体的质量．托盘与电阻可忽略的弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计．滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当盘中没有放物体时，电压表示数为零．设变阻器总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R，弹簧劲度系数为k，电压表为理想电表，若不计一切摩擦和其它阻力．
（1）试推出电压表示数U_x与所称物体质量m的关系式．
（2）由（1）计算结果可知，电压表示数与待测物体质量不成正比，不便于进行刻度，为了使电压表示数与待测质量成正比，请你利用原有器材在该小组研究的基础上进行改进，在图乙的基础上完成改进后的电路图，并推出电压表示数U_x与待测物体质量m的关系式．

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（1）下列说法正确的是______
A、物体辐射电磁波的强度分布只与物体温度和辐射波的波长有关
B、对于同一种金属来说，其截止频率恒定，与入射光的频率及光的强度均无关
C、极少数α粒子的偏转角超过了90，表明原子中带正电的物质体积很小
D、玻尔的能级原子模型虽然使用了定态、跃迁、量子等概念但保留“轨道”是其缺陷
E、光衍射现象中，产生暗条纹的地方光子出现的概率低，这是波粒二象性的观点
F、做示踪原子的物质尽可能选用半衰期长一些的放射性元素
G、核力具有饱和性和短程性，原子核为了稳定，故重核在形成时其中子数多于质子数
H、比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定释放核能
（2）如图所示，一个有界的匀强磁场，磁感应强度B=0.50T，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界．在距磁场左边界MN的1.0m处有一个放射源A，内装放射物质²²⁶₈₈Ra （镭），²²⁶₈₈Ra发生α衰变生成新核Rn （氡）．放在MN左侧的粒子接收器接收到垂直于边界．MN方向射出的质量较小的粒子，此时接收器位置距直线OA的距离为1.0m．
（1）试写出R_a的衰变方程；
（2）求衰变后α粒子的速率；
（3）求一个静止镭核衰变释放的能量．
（设核能全部转化为动能，取1u=1.6×10^-27kg，电子电量e=1.6×10^-19C）

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（1）下列说法正确的是______
A、简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两个质点振动位移的大小相等
B、简谐机械波在给定的媒质中传播时，振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短．
C、某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验，开始计时时，秒表提前按下．
D、能产生干涉现象的两束光是频率相同、相位差恒定的两束光．
E、按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场．
F、振荡电场和振荡磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场．
G、除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光．
H、力学规律在任何参考系中都是相同的
（2）如图所示，一横波的波源在坐标原点，x轴为波的传播方向，y轴为振动方向．当波源开始振动1s时，形成了如图所示的波形（波刚传到图中P点）．试求：
（1）波的波长λ为多少？周期T为多少？
（2）从图示位置再经多长时间波传到Q点？
（3）画出波传到Q点时的波形．

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试题属性

题型：解答题
难度：中等