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如图所示,两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,顶部...

如图所示,两根足够长平行金属导轨MNPQ固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,顶部接有一阻值R=0. 3Ω的定值电阻,下端开口,轨道间距L=0.2m整个装置处于磁感应强度B=1T的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上。质量m=0.1kg的金属棒ab置于导轨上,ab在导轨之间的电阻r=0.1Ω,其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨,且接触良好已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5sin37°=0.6cos37°=0.8,取g=10m/s2

(1)判断ab棒运动过程中v1=1m/s时电流的大小和方向;

(2)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm

(3)若金属棒ab从开始运动至达到最大速度过程中,电阻R上产生的焦耳热总共为0.03J,求流过电阻R的总电荷量q

 

(1)0.5A,方向从b到a;(2)2m/s (3)0.6C 【解析】 (1) ab棒运动过程中v1=1m/s时电动势 回路的电流 由右手定则可知电流方向从b到a; (2)金属棒由静止释放后,在重力、轨道支持力和安培力作用下沿斜面做变加速运动,加速度不断减小,当加速度为零时达到最大速度vm后保持匀速运动.有:  mgsinθ-μmgcosθ-FB=0       ① FB=BI L           ②          ③ E=BLvm ④ 联解①②③④得: vm=2m/s       ⑤ (3)设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中沿导轨下滑距离为x,由能量守恒定律 ⑧ 根据焦耳定律:         ⑨ ⑩ ⑪ ⑫ 联解⑧⑨⑩⑪⑫得: q=0.6C…⑬  
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考点分析:
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如图所示,在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m5.0×108 kg、电荷量为q1.0×106 C的带电粒子.从静止开始经U010 V的电压加速后,从P点沿图示方向进入磁场,已知OP30 cm(粒子重力不计,sin 37°0.6cos 37°0.8),求:

(1)带电粒子到达P点时速度v的大小;

(2)若磁感应强度B2.0T,粒子从x轴上的Q点离开磁场,求OQ的距离;

(3)若粒子不能进入x轴上方,求磁感应强度B满足的条件.

 

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如图,把质量为4.0×103kg的带正电的小球A用绝缘细绳悬挂起来,再将带电荷量为Q=4.0×106C的带负电的小球B靠近A,两小球可看作点电荷,当两个带电小球在同一高度并且相距0.3m时,绳与竖直方向成α=45°角。(g10m/s2k=9.0×109N·m2C2。)

(1)画出小球A的受力分析图;

(2)B球受到的库仑力多大?

(3)A球所带的电荷量q是多少?

 

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用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻(两电表内阻未知),提供的器材如图乙所示。

(1)用实线代表导线按照甲图把乙图的实物连线接成测量电路(两节干电池串联作为电源,图中有部分线路已连好)__________

(2)图丙中的6个点表示实验测得的6组电流/电压U的值,请按照这些实验值作出UI图线_______,由此图线求得的电源电动势E=____________V,电源内阻r=____________Ω(以上两空均取小数点后2位)。

(3)按照甲图电路测得的电源电动势与内阻和真实值比较,有E_________Er_________r(以上两空选填><=)

 

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某兴趣小组在做测定金属丝的电阻率的实验中,通过粗测电阻丝的电阻约为5 Ω,为了使测量结果尽量准确,从实验室找出以下供选择的器材:

A.电池组(3 V,内阻约1 Ω)                  B.电流表A1(0~3 A,内阻0.012 5 Ω)

C.电流表A2(0~0.6 A,内阻约0.125 Ω)        D.电压表V1(0~3 V,内阻4 kΩ)

E.电压表V2(0~15 V,内阻15 kΩ             F.滑动变阻器R1(0~20 Ω,允许最大电流1 A)

G.滑动变阻器R2(0~2 000 Ω,允许最大电流0.3 A)        H.开关、导线若干

(1)上述器材中,电流表应选_________,电压表应选_________,滑动变阻器应选________(填写器材前的字母)。电路应选_________,(填甲图或乙图)。

 

(2)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图,则读为____ mm.                                                 

(3)若用L表示金属丝的长度,d表示直径,测得电阻为R,请写出计算金属丝电阻率的表达式_____.

 

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如图是质谱仪工作原理的示意图。带电粒子ab从容器中的A点飘出(A点初速度为零),经电压U加速后,从x轴坐标原点处进入磁场方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,最后分别打在感光板S上,坐标分别为x1x2。图中半圆形虚线分别表示带电粒子ab所通过的路径,则(  

A.ab均为负电荷

B.b进入磁场的速度一定大于a进入磁场的速度

C.ab电荷量相等,则它们的质量之比mamb=x1x2

D.ab质量相等,则它们的电荷量之比qaqb=x22x12

 

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