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如图所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻,处在方向竖直...

如图所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻,处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略.初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度v0,在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.

(1)求初始时刻导体棒受到的安培力.

(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为Ep,则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少?

(3)导体棒往复运动,最终将静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q为多少?

 

(1)初始时刻棒中感应电动势 E=Lv0B 棒中感应电流 作用于棒上的安培力 F=ILB得安培力方向:水平向左 (2)由功和能的关系,得安培力做功 (3)由能量转化及平衡条件等,可判断棒最终静止于初始位置, 【解析】 (1)初始时刻棒中感应电动势E=BLv0 棒中感应电流I= 作用于棒上的安培力F=ILB 联立解得:安培力大小为F=,方向水平向左 (2)由功和能的关系,解得:安培力做功W1=EP-mv02 电阻R上产生的焦耳热Q1=mv02-EP (3)由能量转化及平衡条件等,可判断:棒最终静止于初始位置,电阻R上产生的焦耳热Q=mv02  
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如图所示,在固定的水平光滑长杆上套着一个质量为m的滑环A,滑环通过一根不可伸长的轻绳悬吊一质量为M=3m的重物B,轻绳长为L.将滑环A固定在水平杆上,给B一个水平瞬时冲量作用,使B向左摆动,且恰好刚碰到水平杆.若滑环A不固定,仍给B以同样大小的冲量作用,在此后的运动过程中(A未滑离杆).求:

1B离杆最近时的距离;

2B到达最低点时的速度;

3B到达最低点时A对杆的压力大小.

 

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如图所示,一质量m1=0.45kg的平板小车静止在光滑的水平轨道上,车顶右端放一质量m2=0.2kg的小物体,小物体可视为质点。现有一质量m0=0.05kg的子弹以水平速度v0=100m/s射中小车左端,并留在车中,最终小物块以5m/s的速度与小车脱离。子弹与车相互作用的时间很短,g10m/s2

求:(1)子弹刚刚射入小车时,小车的速度大小;

2)小物块脱离小车时,系统产生的总内能。

 

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如图所示,有一圆柱形容器,底面半径为R,在底面的中心O处有一红色点光源S,它发出的红光经时间t可以传到容器的边缘P.若容器内倒满某液体,S发出的红光经时间2t可以传到容器的边缘P,且恰好在P点发生全反射.求:

①该液体的折射率;

②容器的高度.

 

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如图所示,两列简谐横波的振幅都是20cm,在同一介质中传播,实线波沿x轴正方向传播,虚线波沿x轴负方向传播,某时刻两列波在图示区域相遇,则        .

A.实线波与虚线波的周期之比为12

B.实线波与虚线波的频率之比为12

C.实线波与虚线波的波速之比为11

D.两列波在相遇区域会发生干涉现象

E.实线波与虚线波的波长之比为12

 

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如图所示,一质量为2m的气缸,用质量为m的活塞封有一定质量的理想气体,当气缸开口向上且通过活塞悬挂静止时,空气柱长度为如图甲所示现将气缸旋转悬挂缸底静止如图乙所示,已知大气压强为,活塞的横截面积为S,气缸与活塞之间不漏气且无摩擦,整个过程封闭气体温度不变求:

图乙中空气柱的长度

从图甲到图乙,气体吸热还是放热,并说明理由.

 

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