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如图所示,平行粗糙导轨固定在绝缘水平桌面上,间距L=0.2 m,导轨左端接有R=...

如图所示,平行粗糙导轨固定在绝缘水平桌面上,间距L=0.2 m,导轨左端接有R=1 Ω的电阻,质量为m=0.1 kg的粗糙导棒ab静置于导轨上,导棒及导轨的电阻忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨向下。现外力F作用在导棒ab上使之一开始做匀加速运动,且外力F随时间变化关系如图乙所示,重力加速度g=10 m/s2,试求解以下问题:

(1)比较导棒ab两点电势的高低;

(2)前10 s导棒ab的加速度;

(3)若整个过程中通过R的电荷量为65 C,则导体棒ab运动的总时间是多少?

     

 

(1)a点电势较高(2)5m/s2(3)22s 【解析】(1)据右手定则知,a点电势较高 (2)由于导棒一开始匀加速,对ab用牛顿第二定律: 综上得, 据图像可知前10s,F-t图线斜率为0.05,即 代入数据解得:a=5m/s2 (3)当t=0时,f+ma=1N,则f=0.5N 10s时导棒的速度v1=at1=50m/s 此时安培力 由于F=1N,且此时,故10s-15s内导棒做匀速直线运动 0-15s内导棒ab的位移 通过R的电荷量 F为0后,导棒做减速运动直到停止过程中通过R的电量: 对导棒ab应用动量定理:- 解得t3=7s 则总运动时间:t=t1+t2+t3=22s  
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如图所示,一高为H=8.75m的高台上固定着一竖直硬杆,硬杆上端点A和地面上某点C间紧绷着一钢绳AC,且AC与水平方向夹角为45o。在某次消防演习中,消防队员王壹从高台上的B点以5m/s的初速度水平跳出,下落过程中恰好能抓住钢绳AC,而后顺着钢绳减速滑下,且到达地面时速度刚好减为零。若整个过程将消防队员视为质点,不考虑他在空中运动所受的阻力、与钢绳接触时损失的能量及钢绳的形变,g10m/s2。求:

(1)消防队员抓住钢绳瞬间的竖直速度;

(2)硬杆AB的高度h

(3)王壹沿钢绳下滑时所受阻力与重力的比例。

 

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在测量未知电阻Rx阻值的实验中,可供选择的器材有:

待测电阻Rx(阻值约300);

电流表A1(量程20 mA,内阻约50 );

电流表A2(量程50 mA,内阻约10 );

电阻箱R(0一999.9);

滑动变阻器R1(20 ,2A);

滑动变阻器R2(1 750 ,0.3 A);

电源E(电动势6. 0 V,内阻不计);

开关S及导线若干。

某同学采用如下方案进行测量:

a.按图甲连好电路,调节滑片P和R的阻值,使电流表指针指在合适位置,记下此时A1示数I1、A2示数I2和电阻箱阻值R0

b.将电流表A1改接到另一支路(如图乙),保持电阻箱阻值R0不变,调节P,使A2示数仍为I2,记下此时A1示数

c.计算得到Rx的阻值。

(1)该同学按图甲连成如图丙所示的电路,请指出第    条导线连接错误(填图丙中表示导线的数字)。

(2)正确连线后,闭合S,将P从左向右滑动,发现开始时A2示数变化不大,当临近最右端时示数变化明显,这是选择了滑动变阻器       造成的(填"R1 "R2)。

(3)待测电阻Rx=    (用I1、I2、R0、I1/ 的某些量表示);针对该实验方案,下列说法正确的是       (填选项前的字母)。

A.电流表A1的内阻不会造成系统误差

B.电流表A2的内阻会造成系统误差

 

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某同学利用气垫导轨做探究碰撞中的不变量的实验;气垫导轨装置如图所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成

(1)下面是实验的主要步骤:

安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;

向气垫导轨通入压缩空气;

接通光电计时器;

把滑块2静止放在气垫导轨的中间;

滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;

释放滑块1,滑块1通过光电门1后与左侧固定弹簧的滑块2碰撞,碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2,两滑块通过光电门2后依次被制动;

读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为:滑块1通过光电门1的挡光时间Δt110.01 ms,通过光电门2的挡光时间Δt249.99 ms,滑块2通过光电门2的挡光时间Δt38.35 ms

测出挡光片的宽度d5 mm,测得滑块1(包括撞针)的质量为m1300 g,滑块2(包括弹簧)的质量为m2200 g

(2)数据处理与实验结论:

实验中气垫导轨的作用是:

A_______________________________________________________________________

B_______________________________________________________________________

碰撞前滑块1的速度v1________ m/s;碰撞后滑块1的速度v2________ m/s滑块2的速度v3________ m/s(结果保留两位有效数字)

在误差允许的范围内,通过本实验,同学们可以探究出哪些物理量是不变的?通过对实验数据的分析说明理由(至少回答2个不变量)

a______________________________________________________________________

b______________________________________________________________________

 

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如图所示,竖直平面内一半径为R的圆形区域内有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向外.一束质量为m、电量为q的带正电粒子沿平行于直径MN的方向进入匀强磁场,粒子的速度大小不同,重力不计入射点P到直径MN的距离为h,则

A. 若某粒子经过磁场射出时的速度方向恰好与其入射方向相反,则该粒子的入射速度是

B. 恰好能从M点射出的粒子速度是为

C. hR / 2,粒子从P点经磁场到M点的时间是

D. 当粒子轨道半径r=R时,粒子从圆形磁场区域最低点射出

 

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如图所示,现有一个以O为圆心、以OP长为半径的圆,四边形ABCD为圆的内接正方形,abcd分别为正方形的四个边ABBCCDDA的中点,PQ分别为弧AB和弧CD的中点.现在ABCD四点分别放上等量的正电荷和负电荷(如图中所示),若取无穷远处电势为零,下列说法正确的是   

A. O点的电场强度和电势均为零

B. 把同一正电荷从a点移到c点,电场力做正功

C. 把同一正电荷从b点移到d点,电场力做功为零

D. 同一电荷在PQ两点所受电场力大小相等方向相反

 

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