如图所示,在磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中竖直放置两平行导轨,磁场方向与导轨所在平面垂直.导轨上端跨接一阻值为R的电阻(导轨电阻不计).两金属棒a和b的电阻均为R,质量分别为
和
,它们与导轨相连,并可沿导轨无摩擦滑动.闭合开关S,先固定b,用一恒力F向上拉,稳定后a以v
1=10m/s的速度匀速运动,此时再释放b,b恰好保持静止,设导轨足够长,取g=10m/s
2.
(1)求拉力F的大小;
(2)若将金属棒a固定,让金属棒b自由滑下(开关仍闭合),求b滑行的最大速度v
2;
(3)若断开开关,将金属棒a和b都固定,使磁感应强度从B随时间均匀增加,经0.1s后磁感应强度增到2B时,a棒受到的安培力正好等于a棒的重力,求两金属棒间的距离h.
考点分析:
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如图是建筑工地上常用的一种“深穴打夯机”示意图,电动机带动两个滚轮匀速转动将夯杆从深坑提上来,当夯杆底端刚到达坑口时,两个滚轮彼此分开,将夯杆释放,夯杆在自身重力作用下,落回深坑,夯实坑底.然后两个滚轮再次压紧,夯杆被提上来,如此周而复始(夯杆被滚轮提升过程中,经历匀加速和匀速运动过程).已知两个滚轮边缘的线速度恒为v=4m/s,滚轮对夯杆的正压力F
N=2×10
4N,滚轮与夯杆间的动摩擦因数μ=0.3,夯杆质量m=1×10
3kg,坑深h=6.4m,假定在打夯的过程中坑的深度变化不大,取g=10m/s
2.求:
(1)夯杆被滚轮带动加速上升的过程中,加速度的大小;并在给出的坐标图中定性画出夯杆在一个打夯周期内速度v随时间t变化的图象;
(2)每个打夯周期中,电动机对夯杆做的功;
(3)每个打夯周期中滚轮与夯杆间因磨擦产生的热量.
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如图所示,平行板电容器两板间距离d=20cm,电容C=100PF,带电量Q=3.0×10
-8C,极板上端带正电.现有一电量q=4.0×10
-10C的带正电的小球在外力的作用下,从两极板间的A点移动到B点,AB间的距离s=16cm,AB与极板间的夹角θ=30°.求:
(1)两极板间电场强度的大小;
(2)电场力对带电小球做的功.
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(1)如图1所示是某物体做平抛运动实验后在白纸上描出的轨迹和所测数据,图中0点为物体的抛出点.根据图中数据,物体做平抛运动的初速度v
0=______m/s.(g取10m/s,计算结果保留三位有效数字)
(2)如图2所示是一种多用表的表盘,在两次测量中表盘指针位置分别如a和b 所示.若多用表的选择开关处在电阻×10档位,则指针a位置的读数是______Ω;若多用表的选择开关处在直流电压2.5档位,则指针b位置的读数是______V.
(3)用替代法测一个未知电阻R
x(约500Ω)的阻值,可以用如图甲所示的电路.图中R为电阻箱,S
2为单刀双掷开关,R
为滑动变阻器,其最大阻值为20Ω.
①为了电路安全,测量前应将滑片P调至______(填“a”或“b”);
②按图甲给出的电路,在图乙中连接实物电路图;
③现有两种规格的电阻箱R,其最大值分别为:9999Ω和999.9Ω,在此实验中,为减小实验误差,应选择最大阻值为______Ω的电阻箱.
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如图所示,平行金属导轨与水平面成θ角,导轨与固定电阻R
1和R
2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一导体棒ab,质量为m,导体棒的电阻与固定电阻R
1和R
2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒ab沿导轨向上滑动,当上滑的速度为v时,导体棒受到的安培力的大小为F,此时
①电阻R
1消耗的热功率为
②电阻R
2消耗的热功率为
③整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgv
④整个装置消耗的机械功率为(F+μmgcosθ)v( )
A.①②
B.②④
C.③④
D.①④
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一辆从圆弧形拱桥最高处匀速驶下,在此过程中,下列说法中正确的是( )
A.汽车的动量保持不变
B.汽车的机械能守恒
C.汽车所受的合外力为零
D.汽车所受的合外力做功为零
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