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电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新武器和航天运...

电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新武器和航天运载器。电磁轨道炮示意如图,图中直流电源电动势为E1,电容器的电容为C。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为L,电阻不计。炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触。首先开关S1,使电容器完全充电。然后将S接至2,导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出),MN开始向右加速运动。当MN上的感应电动势为E2 时,此时与电容器两极板间的电压相等,回路中电流为零,MN达到最大速度,之后离开导轨。问:

1)磁场的方向;

2MN刚开始运动时加速度a的大小;

3MN离开导轨后的最大速度vm的大小(结论可以保留根号)

 

(1)磁场方向垂直导轨平面向下;(2)(3) 【解析】试题分析:(1)根据通过MN电流的方向,结合左手定则得出磁场的方向.(2)根据欧姆定律得出MN刚开始运动时的电流,结合安培力公式,根据牛顿第二定律得出MN刚开始运动时加速度a的大小.(3)开关S接2后,MN开始向右加速运动,速度达到最大值时,根据电动势和电荷量的关系,以及动量定理求出MN离开导轨后最大速度. (1)电容器上端带正电,通过MN的电流方向向下,由于MN向右运动,根据左手定则知,磁场方向垂直于导轨平面向下. (2)电容器完全充电后,两极板间电压为E,当开关S接2时,电容器放电,设刚放电时流经MN的电流为I,有: 设MN受到的安培力为F,有:F=BIL 由牛顿第二定律有:F=ma 联立解得: (3)电容器放电前所带的电荷量 开关S接2后,MN开始向右加速运动,速度达到最大值时,MN上的感应电动势: ,最终电容器所带电荷量 则通过MN的电量 由动量定理,有: 得 解得:  
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如图所示,在以O1点为圆心、r = 020m为半径的圆形区域内,存在着方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B = 10×10-3T的匀强磁场(图中未画出)。圆的左端跟y轴相切于直角坐标系原点O,右端与一个足够大的荧光屏MN相切于x轴上的A点,粒子源中,有带正电的粒子(比荷为 )不断地由静止进入电压U = 800V的加速电场.经加速后,沿x轴正方向从坐标原点O射入磁场区域,粒子重力不计。

1)求粒子在磁场中做圆周运动的半径R。。

2)以过坐标原点O并垂直于纸面的直线为轴,将该圆形磁场逆时针缓慢旋转90°,求在此过程中打在荧光屏MN上的粒子到A点的最远距离ym

 

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如图1所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成探究动能定理的实验。

实验中,接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取ABC……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得ABC……各点到O点的距离为x1x2x3……,如图2所示。

1)实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功W=_________,打B点时小车的速度v=_________。若以v2为纵坐标, W为横坐标,利用实验数据作出如图3所示的v2W图象(是通过原点的射线),则由图线可以求得小车的质量M_______kg(保留2位有效数字)。

2)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,实际的 v2W关系式是________。(v为小车的速度,W仍用(1)中表述的功),图4中正确反映v2W关系的是________

 

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为锻炼身体,小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,图是原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,PR1间的摩擦不计)。定值电阻R0=5Ωab是一根长为5.5cm的均匀电阻丝,阻值R1=25Ω,电源电压U=3V,电流表的量程为 O0.6A

 

(1)小明在电路中连入RO的目的是______________

(2) 当拉环不受拉力时,滑片P处于a端,闭合开关后电流表的读数为________A.

(3) 已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图所示。通过计算说明, 开关闭合后,当电流表指针指在0.3A处,作用在拉环上水平向右的拉力______________N.

 

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一辆汽车从静止开始匀加速开出,然后保持匀速运动,最后匀减速运动直到停止。从汽车开始运动起计时,下表给出了某些时刻汽车的瞬时速度,根据表中的数据通过分析,计算可以得出(  )

A. 汽车加速运动经历的时间为4s    B. 汽车全程运动经历的时间为11s

C. 汽车匀速运动的时间为5s    D. 汽车减速运动时间为2s

 

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小雪和她所在的物理学习兴趣小组在探究摩擦力过程中,用两完全相同的木板把一个正方形木块夹住,设其正方形木块A6N,用力F=10N的水平推力通过PQ木板把A物夹住,木板与A物间的动摩擦因数为0.4,图为它的正视图.现要将A物体匀速拉出,则拉力大小可能为(   )

A. 1    B. 2    C. 5    D. 14

 

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