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如图所示,两根平行光滑的金属导轨MN、PQ放在水平面上,左端向上弯曲,导轨间距为...

如图所示,两根平行光滑的金属导轨MN、PQ放在水平面上,左端向上弯曲,导轨间距为L,电阻不计。水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B。导体棒a和b的质量均为m,电阻值分别为Ra=R,,Rb=2R.。b棒放置在水平导轨上且距弯曲轨道底部Lo处,a棒在弯曲轨道上距水平面h高度处由静止释放。运动过程中导轨棒和导轨接触良好且始终和导轨垂直,重力加速度为g。求:

(1)a棒刚进入磁场时受到的安培力?

(2)从a棒开始下落到最终稳定的过程中,a棒上产生的内能?

(3)当a、b棒运动最终稳定时,a、b棒间距?

 

(1) (2) (3) 【解析】(1)设a棒刚进入磁场时的速度为V,从开始下落到刚进入磁场: mgh =mv2 a棒切割磁感线产生感应电动势E=BLv 根据闭合电路欧姆定律 a 棒受到的安培力F=BIL (2)a 、 b 棒均受安培力作用,大小相等,方向相反,所以a棒和b棒组成的系统动量守恒。设两棒最终稳定速度为v1, mv=2mv1 a棒产生内能为Ea b棒产生内能为Eb 根据能量守恒: mv2=2mv12+Ea+Eb Eb=2Ea- Ea=mgh (3)a棒受安培力作用,从开始进入磁场至最终稳定速度,由动量定理: -B I 平均 L t=mv1-mv I平均t =q q 为通过a棒的总电量 分析a、b棒运动得:E平均=BLVa平均 –BLVb平均 Xa平均=V平均 t Xb平均=V平均 t 则: 最终a、b棒间距为Xab=Lo-( Xa –Xb) Xab =  
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如图甲所示,滑块与长木板叠放在光滑水平面上,开始时均处于静止状态。作用于滑块的水平力F随时间t的变化图象如图乙所示,t=2.0 s时撤去力F,最终滑块与木板间无相对运动。已知滑块质量m=2 kg,木板质量M=1 kg,滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.2。  ,g取10 m/s2。(已知滑块在2.5s内没有滑离木板)

求(1)在0-0.5s内,滑块和长木板之间的摩擦力大小?

(2)在2.5s时,滑块和长木板的速度分别是多少?

 

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在测量一节干电池电动势E和内阻r的实验中小明设计了如图甲所示的实验电路.

(1)根据图甲实验电路请在图乙中用笔画线代替导线完成实物电路的连接.

(2)实验开始前应先将滑动变阻器的滑片P调到______(选填ab”)端.

(3)合上开关S1,S2接图甲中的1位置改变滑动变阻器的阻值记录下几组电压表示数和对应的电流表示数;S2改接图甲中的2位置改变滑动变阻器的阻值再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数.在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图象如图丙所示,两直线与纵轴的截距分别为UAUB与横轴的截距分别为IAIB

S22位置时作出的UI图线是图丙中的________(选填AB”)线;测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差原因是________________.由图丙可知干电池电动势和内阻的真实值分别为E________r________

 

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某同学设计了一个用打点计时器做“验证动量守恒定律”的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动.他设计的具体装置如图甲所示,在小车后连接着纸带,电火花打点计时器使用的电源频率为50 Hz,长木板垫着小木片以平衡摩擦力.

(1)若已得到打点纸带如图乙所示,并测得各计数点间距(标在图上)A为运动起点,则应该选择________段来计算A碰前的速度,应选择________段来计算AB碰后的共同速度.(以上空格选填“ABBCCDDE)

(2)已测得小车A的质量m10.40 kg,小车B的质量m20.20 kg,由以上测量结果可得碰前m1v0________ kg·m/s;碰后(m1m2)v________ kg·m/s.(结果保留三位有效数字)由此得出结论________________

 

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如图所示,在边长为L的正方形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,其磁感应强度大小为B,在正方形对角线CE上有一点P,其到CF、CD距离均为L/4,且在P点处有一个发射正离子的装置,能连续不断地向纸面内的各方向均匀发射出速率不同的正离子。已知离子的质量为m,电荷量为q,不计离子重力及离子间相互作用力。

A. 速率为0<V<BqL/8m 范围内的 所有正离子均不能射出正方形区域

B. 速率为0<V<BqL/4m范围内的 所有正离子均不能射出正方形区域

C. 速率V=BqL/2m的所有正离子中能打在DE边上的离子数是其总数的1/6

D. 速率V=BqL/2m的所有正离子中能打在DE边上的离子数是其总数的1/12

 

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在如图所示的电路中,R1R2为滑动变阻器,R3为定值电阻,两水平放置的平行金属板.AB为上下平行板的中点。一质量为m的带电微粒由平行板左端中间的M点以水平向右的速度射入平行板间,微粒沿如图的虚线轨迹落在下极板B点的 右侧N点,假设微粒的重力和电源的内阻均可忽略不计,则下列说法正确的是(    )

A. 如果将滑动变阻器R2的滑动触头向左移动,微粒将打在N点的左侧

B. 如果将定值电阻R3去掉,则微粒将打在N点的左侧

C. 如果仅将上极板上移,微粒将可能从右侧飞出电场

D. 若将上极板上移后再将上下金属板分别以A1B为圆心逆时针转动一小角度θ,使板间距与初始间距相等,微粒可能仍打到下极板上的N

 

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