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如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l = 0.5m,左...

如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l = 0.5m,左端接有阻值R = 0.3Ω的电阻.一质量m = 0.1kg,电阻r = 0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B = 0.4T.棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以 a = 2m/s2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x = 9m时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1Q2= 21.导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求

1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q

2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2

3)外力做的功WF

 

(1)4.5C (2)1.8J (3)5.4J 【解析】 (1)设棒匀加速运动的时间为Δt,回路的磁通量变化量为:ΔΦ=BLx, 由法拉第电磁感应定律得,回路中的平均感应电动势为: 由闭合电路欧姆定律得,回路中的平均电流为: 通过电阻R的电荷量为:q = IΔt 联立以上各式,代入数据解得:q =4.5C (2)设撤去外力时棒的速度为v,棒做匀加速运动过程中,由运动学公式得: 设撤去外力后的运动过程中安培力做功为W,由动能定理得: W = 0-mv2 撤去外力后回路中产生的焦耳热:Q2= -W 联立以上各式,代入数据解得:Q2=1.8J (3)由题意各,撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1:Q2=2:1 可得:Q1=3.6J 在棒运动的整个过程中,由功能关系可得:WF= Q1 + Q2 联立以上各式,代入数据解得:WF=5.4J  
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如图所示,一根长 L =" 1.5m" 的光滑绝缘细直杆MN ,竖直固定在场强为 E =1.0×105N / C 、与水平方向成θ300角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端M固定一个带电小球 A ,电荷量Q+4.5×106C;另一带电小球 B 穿在杆上可自由滑动,

电荷量q+1.0×106C,质量m1.0×102kg 。现将小

B从杆的上端N静止释放,小球B开始运动。(静电力常量

k9.0×109N·m2C2,取 g ="l0m" / s2)

1.小球B开始运动时的加速度为多大?

2.小球B 的速度最大时,距 M 端的高度 h1为多大?

3.小球 B N 端运动到距 M 端的高度 h20.6l m 时,

速度为v1.0m / s ,求此过程中小球 B 的电势能改变了多少?

 

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如图所示,斜面ABCAB段粗糙,BC段长1.6 m且光滑质量为1 kg的小物块由A处以12 m/s的初速度沿斜面向上滑行,到达C处速度为零.此过程中小物块在AB段速度的变化率是BC段的2倍,两段运动时间相等. g = 10 m/s2,以A为零势能点.求小物块:

(1)通过B处的速度;

(2)在C处的重力势能;

(3)沿斜面下滑过程中通过BA段的时间.

 

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如图所示,U型玻璃细管竖直放置,水平细管又与U型玻璃细管底部相连通,各部分细管内径相同。U型管左管上端封有长11cm的理想气体B,右管上端开口并与大气相通,此时U型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平,水银面距U型玻璃管底部为15cm。水平细管内用小活塞封有长度10cm的理想气体A。现将活塞缓慢向右推,使气体B的长度为10cm,此时气体A仍封闭在气体B左侧的玻璃管内。已知外界大气压强为75cmHg。试求:

1)最终气体B压强;

2)活塞推动的距离。

 

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测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示。AB是半径足够大的光滑四分之一圆弧轨道,与水平固定放置的P板的上表面BCB点相切,C点在水平地面的垂直投影为Cʹ。重力加速度为g。实验步骤如下:

①用天平称出物块Q的质量m

②测量出轨道AB的半径RBC的长度LCCʹ的长度h

③将物块QA点从静止释放,在物块Q落地处标记其落点D

④重复步骤③,共做10次;

⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住,用米尺测量圆心到Cʹ的距离s

1)请用实验中的测量量表示物块Q到达C点时的动能Ekc=_________以及物块Q与平板P之间的动摩擦因数µ=_________

2)实验步骤④⑤的目的是__________________。如果实验测得的µ值比实际值偏大,其原因除了实验中测量的误差之外,其它的可能是________。(写出一个可能的原因即可)。

 

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现有一种特殊的电池,它的电动势E约为9V,内阻r约为50Ω,已知该电池允许输出的最大电流为50 mA,为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图(a)所示的电路进行实验,图中电压表的内阻很大,对电路的影响可不考虑,R为电阻箱,阻值范围0~9 999Ω,R0是定值电阻,起保护电路的作用.

(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格:

A. 10Ω  2.5 W       B. 100Ω 1.0 W

C. 200Ω  1.0 W     D. 2 000Ω 5.0 W

本实验应选哪一种规格?答______  .

(2)该同学接入符合要求的R0后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读取电压表的示数改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图 (b)所示的图线(已知该直线的截距为0.1 V-1).则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E_____V,内阻r______Ω.(结果保留三位有效数字)

 

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