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如图所示,固定于水平面的U型金属导轨abcd,电阻不计,导轨间距L=1.0m,左...

如图所示,固定于水平面的U型金属导轨abcd,电阻不计,导轨间距L=1.0m,左端接有电阻R=2Ω.金属杆PQ的质量m=0.2Kg,电阻r=1Ω,与导轨间动摩擦因数μ=0.2,滑动时保持与导轨垂直.在水平面上建立x0y坐标系,x≥0的空间存在竖直向下的磁场,磁感应强度仅随横坐标x变化.金属杆受水平恒力F=2.4N的作用,从坐标原点开始以初速度v=1.0m/s向右作匀加速运动,经t1=0.4s到达x1=0.8m处,g取10m/s2
求:
(1)磁感应强度与横坐标x应满足的关系;
(2)金属杆运动到x1处,PQ两点间的电势差;
(3)金属杆从开始运动到B=manfen5.com 满分网T处的过程中克服安培力所做的功.

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(1)根据速度位移公式求解出加速度,求出位移为x时的速度和安培力,然后根据牛顿第二定律列式; (2)PQ棒做切割磁感线运动,相当于电源,根据闭合电路欧姆定律列式求解; (3)根据第一问的结论求解出末位置的位移,然后根据动能定理列式求解. 【解析】 (1)设金属杆运动的加速度为a,则 由得:a=5m/s2 杆运动到坐标x处的速度为v,则: 杆中产生感应电动势: 杆受到的安培力:= 由牛顿第二定律得:F-μmg-FA=ma 即: 代入数据得: (2)金属杆PQ运动到x1处,速度v1,磁感应强度B1 由得:B1=1T 此时杆中的电动势E1=B1Lv1=3V 则PQ两点的电势差: (3)当金属杆运动到处,由(1)知对应的坐标为x2=1.5m, 速度 设金属杆PQ从开始运动到处的过程中克服安培力做的功为WA 根据动能定理: 代入数据得:WA=1.5J 答:(1)磁感应强度与横坐标x应满足的关系为; (2)金属杆运动到x1处,PQ两点间的电势差为2V; (3)金属杆从开始运动到B=T处的过程中克服安培力所做的功为1.5J.
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考点分析:
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如图所示,粗糙水平轨道AB与竖直平面内的光滑半圆轨道BC在B处平滑连接,B、C分别为半圆轨道的最低点和最高点.一个质量m=0.1kg的小物体P被一根细线拴住放在水平轨道上,细线的左端固定在竖直墙壁上.在墙壁和P之间夹一根被压缩的轻弹簧,此时P到B点的距离X=0.5m.物体P与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,半圆轨道半径R=0.4m.现将细线剪断,P被弹簧向右弹出后滑上半圆轨道,并恰好能经过C点.g取10m/s2

(1)P经过B点时对轨道的压力;
(2)细线未剪断时弹簧的弹性势能.

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manfen5.com 满分网A.(选修模块3-3)
二氧化碳是导致全球变暖的主要原因之一,人类在采取节能减排措施的同时,也在研究控制温室气体的新方法,目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术.
(1)在某次实验中,将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中,将容器缓慢移到海水某深处,气体体积减为原来的一半,不计温度变化,则此过程中______
A.封闭气体对外界做正功            B.封闭气体向外界传递热量
C.封闭气体分子的平均动能增大      D.封闭气体组成的系统的熵减小
(2)实验发现,二氧化碳气体在水深170m处变成液体,它的密度比海水大,靠深海的压力使它永沉海底,以减少排放到大气中的二氧化碳量.容器中的二氧化碳处于汽液平衡状态时的压强随温度的增大而______(选填“增大”、“减小”或“不变”);在二氧化碳液体表面,其分子间的引力______(选填“大于”、“等于”或“小于”)斥力.
(3)实验发现,在水深300m处,二氧化碳将变成凝胶状态,当水深超过2500m时,二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体.设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为N,将二氧化碳分子看作直径为D的球,体积为于manfen5.com 满分网D3,则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成固体后体积为多少?
B.(选修模块3-4)
(1)下列说法中正确的是______
A.相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关
B.用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点
C.一列波在向前传播,当波源突然停止振动时,其他质点也同时停止振动
D. 单摆的摆长增大后,简谐运动的频率会变大
(2)我国正在大规模建设第三代移动通信系统(3G),它将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合起来,能提供无线网络、电话会议、电子商务等信息服务.某移动运营商采用1.8x109HZ的电磁波传递信号,此电磁波在真空中的波长为______m;在通话时,手机将声音信号转变成电信号,再经过______(选填“调谐”、“调制”或“解调”)后,把信号发送到基站中转.
manfen5.com 满分网(3)在某科技馆内放置了一个高大的半圆柱形透明物体,其俯视图如图所示,0为半圆的圆心.甲、乙两同学为了估测该透明体的折射率,进行了如下实验.他们分别站在A、O处时,相互看着对方,然后两人贴着柱体慢慢向一侧运动,到达B、C处时,甲刚好看不到乙.已知半圆柱体的半径为R,OC=0.6R,BC⊥OC,则半圆柱形透明物体的折射率为多少?
C.(选修模块3-5)
(1)下列物理实验中,能说明粒子具有波动性的是______
A.通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系,证明了爱因斯坦方程的正确性
B.通过测试多种物质对X射线的散射,发现散射射线中有波长变大的成分
C.通过电子双缝实验,发现电子的干涉现象
D.利用晶体做电子束衍射实验,证实了电子的波动性
(2)氢原子的能级如图所示.有一群处于n=4能级的氢原子,这群氢原子能发出______种谱线,发出的光子照射某金属能产生光电效应现象,则该金属的逸出功应小于______eV.
(3)近年来,国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展,它利用的核反应方程是manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网.若manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网迎面碰撞,初速度大小分别为v1、v2manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网He、manfen5.com 满分网的质量分别为m1、m2、m3、m4,反应后manfen5.com 满分网He的速度大小为v3,方向与manfen5.com 满分网的运动方向相同,求中子manfen5.com 满分网的速度
(选取m的运动方向为正方向,不计释放的光子的动量,不考虑相对论效应).
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为了测量某电流表A的内阻(量程为50mA,内阻约10Ω),提供的实验器材有:
A.直流电压表V(0~3V,内阻约6kΩ)      B.定值电阻R1(5.0Ω    1A)
C.定值电阻R2(50.0Ω  0.1A)            D.滑动变阻器R(0~5Ω  2A)
E.直流电源E(3V,内阻很小)             F.导线、电键若干
(1)实验中定值电阻R.应选用______
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某研究性学习小组采用如图甲所示的装置,探究物体的加速度与所受合外力的关系.提供器材有:气垫导轨(总长度为L)、滑块(总质量为m,装有宽度为d的遮光板)、光电门两只(配接数字计时器)、木块若干、米尺.在一次实验中,测出两光电门AB间的距离为L.,导轨顶端距水平面的高度为h,接通气源,让滑块从导轨顶端由静止开始向下运动,读出遮光板通过光电门1的时间为tl,通过光电门2的时间为t2,重力加速度为g
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(1)通过改变气垫导轨与水平面的夹角,改变合外力大小,探究滑块从导轨顶端由静止开始运动的加速度与所受合外力的关系.上述实验中滑块所受合外力大小可表示为F=______,加速度大小为a=______
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manfen5.com 满分网如图所示,相距为d的两平行金属板的电容为C,带电量为Q.有一长为L的绝缘轻杆,两端各固定电荷量分别为-q和+q的小球,不计两球的重力和两球间的库仑力.现先将杆从平行于极板的位置I缓慢移动到垂直于极板的位置Ⅱ,再从位置Ⅱ缓慢移动到无穷远处.则( )
A.从位置I移到位置Ⅱ的过程中,两球电势能之和减小manfen5.com 满分网
B.从位置I移到位置Ⅱ的过程中,电场力做功为零
C.从位置Ⅱ移到无穷远处的过程中,两球的电势能之和不变
D.从位置Ⅱ移到无穷远处的过程中,克服电场力做功manfen5.com 满分网
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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