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如图所示,BCD是光滑绝缘的半圆形轨道,位于竖直平面内,直径BD竖直轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,质量为m的不带电的滑块b静止在B点整个轨道处在水平向左的匀强电场中场强大小为E.质量为m、带正电的小滑块a置于水平轨道上,电荷量为 ,滑块a与水平轨道间的动摩擦因数μ0.5,重力加速度为g.现将滑块a从水平轨道上距离B12RA点由静止释放,运动到B点与滑块b碰撞,碰撞时间极短且电量不变,碰后两滑块粘在一起运动,ab滑块均视为质点.求:

1)滑块ab碰撞后的速度大小.

2)滑块在圆形轨道上最大速度的大小,以及在最大速度位置处滑块对轨道作用力的大小.

3)滑块第一次落地点到B点的距离.

 

(1)滑块a、b碰撞后的速度大小分别为和 (2)滑块在圆形轨道上最大速度的大小为,以及在最大速度位置处滑块对轨道作用力的大小为 . (3)滑块第一次落地点到B点的距离为()R. 【解析】 (1)a从A到B的过程用动能定理得,解得 对a与b碰撞用动量守恒定律得mv1=2mv2,解得 (2)当滑块重力与电场力合力方向和圆轨道径向一致时,滑块速度最大.如图,则有 ,对滑块从碰后到最大速度的过程用动能定理有 ,解得滑块最大速度 ,滑块在P点用牛顿第二定律得,,解得滑块受到轨道支持力 ,由牛顿第三定律.此时滑块对轨道作用力 (3)a、b整体从B到D的过程中.由动能定理有 ,解得 ,在D点.对滑块受力分析得: ,解得,所以滑块能通过D点接着水平飞出,在竖直方向; ,解得 水平方问受电场力加速度不变则  
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如图所示,在平面直角坐标系xoy的第一象限内有一边长为L的等腰直角三角形区域OPQ,三角形的O点恰为平面直角坐标系的坐标原点,该区域内有磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,第一象限中y L的其它区域内有大小为E、方向沿x轴正方向的匀强电场;一束电子(电荷量为e、质量为m)以大小不同的速度从坐标原点O沿y轴正方向射入匀强磁场区。则:

1)能够进入电场区域的电子的速度范围;

2)已知一个电子恰好从P点离开了磁场,求该电子的速度和由OP的运动时间;

3)若电子速度为,且能从x轴穿出电场,求电子穿过x轴的坐标。

 

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如图所示,两根互相平行的金属导轨MN、PQ水平放置,相距d=1m、且足够长、不计电阻。AC、BD区域光滑,其它区域粗糙且动摩擦因数μ=0.2,并在AB的左侧和CD的右侧存在着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=2T。在导轨中央放置着两根质量均为m=1kg,电阻均为R=2Ω的金属棒a、b,用一锁定装置将一弹簧压缩在金属棒a、b之间(弹簧与a、b不栓连),此时弹簧具有的弹性势能E=9J。现解除锁定,当弹簧恢复原长时,a、b棒刚好进入磁场,且b棒向右运动x=0.8m后停止,g10m/s2,求:

(1)a、b棒刚进入磁场时的速度大小;

(2)金属棒b刚进入磁场时的加速度大小

(3)整个运动过程中电路中产生的焦耳热。

 

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如图所示,光滑导轨MNPQ固定在竖直平面内,导轨间距为L,两端分别接有阻值均为R的定值电阻R1R2。两导轨间有一边长为的正方形区域abcd,该区域内有磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m的金属杆与导轨相互垂直且接触良好,从ab处由静止释放,若金属杆离开磁场前已做匀速运动,其余电阻均不计。重力加速度为g。求:

(1) 金属杆离开磁场时速度的大小;

(2) 金属杆穿过整个磁场过程中电阻R1上产生的电热。

 

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如图,两条间距为L的平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内,其左端接一阻值为R的电阻;一金属棒垂直放置在两导轨上;在MN左侧面积为S的圆形区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场,磁感应强度大小B随时间t的变化关系为Bkt,式中k为常量,且k0;在MN右侧区域存在一与导轨垂直、磁感应强度大小为B0、方向垂直纸面向里的匀强磁场。t0时刻,金属棒从MN处开始,在水平拉力F作用下以速度v0向右匀速运动。金属棒与导轨的电阻及摩擦均可忽略。则(  )

A.tt>0)时刻穿过回路的总磁通量为B0Lv0t

B.电阻R上的电流为恒定电流

C.在时间Δt内流过电阻的电荷量为Δt

D.金属棒所受的水平拉力F随时间均匀增大

 

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如图所示,电源电动势E3V,内阻不计,R1R2R3为定值电阻,阻值分别为0.5ΩR4R5为电阻箱,最大阻值均为99.9Ω,右侧竖直放置一个电容为1.5×103μF的理想平行板电容器,电容器板长0.2m,板间距为0.125m.一带电粒子以0.8m/s的速度沿平行板中线进入,恰好匀速通过,不计空气阻力,此时R4R5阻值分别为1.8Ω.下列说法正确的是(  )

A.此粒子带正电

B.带电粒子匀速穿过电容器时,电容器的电荷量为3×109C

C.欲使粒子向上偏转但又不打到电容器的上板,R4阻值不得超过5.7Ω

D.欲使粒子向下偏转但又不打到电容器的下板,R4阻值不得低于l.4Ω

 

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