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如图甲所示,足够长的“U”型金属导轨固定在水平面上,金属导轨宽度L=1.0m,导...

如图甲所示,足够长的“U”型金属导轨固定在水平面上,金属导轨宽度L=1.0m,导轨上放有垂直导轨的金属杆P,金属杆质量为m=0.1kg,空间存在磁感应强度B=0.5T,竖直向下的匀强磁场.连接在导轨两端的电阻R=3.0Ω,金属杆的电阻r=1.0Ω,其余部分电阻不计.某时刻给金属杆一个水平向右的恒力F,金属杆P由静止开始运动,图乙是金属杆P运动过程的v-t图象,导轨与金属杆间的动摩擦因数μ=0.5.在金属杆P运动的过程中,第一个2s内通过金属杆P的电荷量与第二个2s内通过P的电荷量之比为35g10m/s2.求:
1)水平恒力F的大小;
2)求前2s内金属杆P运动的位移大小x1
3)前4s内电阻R上产生的热量.

 

(1)0.75N;(2)4.8m;(3)1.8J. 【解析】 (1)由图乙可知金属杆P先作加速度减小的加速运动,2s后做匀速直线运动. 当t=2s时,v=4m/s,此时感应电动势   E=Blv 感应电流 安培力 根据牛顿运动定律有 F-F'-μmg=0 解得 F=0.75 N (2)通过金属杆P的电荷量   其中 所以 (x为P的位移) 设第一个2s内金属杆P的位移为x1,第二个2s内P的位移为x2 则 △Φ1=BLx1 △Φ2=BLx=BLvt 由于 q1:q2=3:5 联立解得 x2=8m,x1=4.8m. (3)前4s内由能量守恒得 其中Qr:QR=r:R=1:3 解得: QR=1.8J.  
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如图所示的三角形区域内存在方向垂直三角形平面向外的匀强磁场,磁感应强度B0.2T,三角形的边长分别为AB20 cmBCcmCA10cm.质量为、电荷量为q=+3.2×1016 C的粒子,在三角形平面内,从BC边的中点垂直射入磁场,不计粒子重力.

1)若粒子速度大小v1=10 m/s,求粒子在磁场中运动的半径r

2)若粒子速度大小v2=5 m/s,求粒子在磁场中运动的时间t

3)若粒子速度大小不确定,则粒子可能从AB边上什么范围内穿出?

 

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燃油车退出已提上日程,不久的将来,新能源车将全面替代燃油车.某景区电动车载满游客时总质量m=1.75×103kg,以4m/s的速度在水面路面匀速行驶,驱动电机的输入电流I=20A,输入电压U=400V,电动车行驶时所受阻力位车重的0.1倍,g10m/s2,不计电机内部摩擦,只考虑驱动电机的内阻发热损耗能量,求:

1)驱动电机的输入功率。

2)电动车行驶时输出的机械功率。

3)驱动电机的内阻。

 

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在一个水平面上建立x轴,在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场,场强大小E=6.0×105 N/C,方向与x轴正方向相同。在O处放一个电荷量q=-5.0×108 C,质量m=1.0×102 kg的绝缘物块。物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20,沿x轴正方向给物块一个初速度v0=2.0 m/s,如图所示。(g10 m/s2)试求:

(1)物块向右运动的最大距离;

(2)物块最终停止的位置。

 

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某探究小组准备用图甲所示电路测量某电源的电动势和内阻,实验器材如下:

待测电源(电动势约2V),电阻箱R(最大阻值为99. 99Ω),定值电阻R0(阻值为2. 0Ω),定值电阻R1(阻值为4. 5kΩ),电流表G(量程为400μA,内阻Rg=500Ω),开关S,导线若干.

(1)图甲中将定值电阻R1和电流表G串联,相当于把电流表G改装成了一个量程为_______ V的电压表.

(2)闭合开关,多次调节电阻箱,并记下电阻箱的阻值R和电流表G的示数I

(3)分别用E r 表示电源的电动势和内阻,则的关系式为________________(用题中字母表示);

(4)以为纵坐标,为横坐标,探究小组作出-的图象如图乙所示.根据该图象求得电源的内阻r=0. 50Ω,则其电动势E_______V(计算结果保留两位小数).

 

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如图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池;R1R2R3R4R5是固定电阻,R6是最大阻值为20kΩ的可变电阻;表头G的满偏电流为250μA,内阻为600Ω。虚线方框内为换挡开关。A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位。5个挡位为:直流电压1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆×1kΩ挡。

1)图中的A端与________(”)色表笔相连接。

2)关于R6的使用,下列说法正确的是____(填正确答案标号)

A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置

B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置

C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置

3)要想使用直流电压1V挡,选择开关B应与______相连(填选择开关对应的数字)

4)根据题给条件可得R1R2=________Ω

 

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