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如图所示,在竖直平面xOy内,在y轴右侧存在着竖直向上且E=2N/C的匀强电场,...

如图所示,在竖直平面xOy内,在y轴右侧存在着竖直向上且E=2N/C的匀强电场,在第一象限内存在着垂直纸面向外且B1=0.4T的匀强磁场,第四象限内存在着垂直纸面向外且B2=0.8T的匀强磁场。长为L=16m的水平绝缘传送带AB以速度v0=4.8m/s顺时针匀速转动,传送带左右侧轮的半径R=0.2m,右侧轮的圆心坐标是(0h),其中h=7.8m,一个质量为m=2g、电荷量为q=+0.01C的小物块(不计小物块的大小,可视为点电荷)轻轻放在传带左端,小物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.8.小物块从传送带滑下后,经过x轴上的P点(图中未画出),重力加速度g10m/s2,不考虑空气阻力及边界对电场、磁场的影响。求:

(1)小物块在传送带上加速运动的时间;

(2)P点的坐标;

(3)若把传送带匀速运行的速率增加到v=16m/s,把一块挡板MN垂直于x轴放置且下端在x轴上,挡板高为H=8m,正中间有一小孔。为了让小物块能穿过挡板上的小孔,求挡板放置的位置与y轴之间的距离。

 

(1)3.6s;(2)(-3.84,0);(3) 【解析】 (1)由题可知,小物块初速度为零,在传送带上水平方向只受摩擦力 由牛顿第二定律可得 μmg=ma 解得 a=8m/s2 所以小物块加速到与传送带共速的时间由v=v0+at得 t1=0.6s 加速位移 又因为传送带长L=16m 所以匀速运动的位移 x2=L-x1=14.56m 匀速运动的时间 所以运动的总时间为 t总=t1+t2=3.6s (2)物体进入第一象限 重力G=mg=0.02N 方向竖直向下 静电力 F=Eq=0.02N 方向竖直向上 所以重力和静电力平衡,物体只受洛伦兹力,由 可得 又因为传送带左右侧轮的半径R=0.2m,右侧轮的圆心坐标高h=7.8m 所以物体在第一象限运动半个圆周后从Y轴上的y=3.2m处水平射出,做平抛运动,物体的运动轨迹如图 所以由得 t3=0.8s x=vt3=3.84m 所以P点坐标为(-3.84,0) (3)讲速度增加至v=16m/s,物块在传送带上加速运动,由(1)得,加速度a=8m/s2 所以当物体和传送带共速时的位移由得 加速位移 x加=16m 所以物体进入复合场的初始速度v′=16m/s 由由得 r1=8m 物体在第一象限运动轨迹为四分之一圆周,垂直于x轴进入第四象限,在第四象限中的半径 r2=4m 所以物体运动的轨迹如图 为了让小物块能穿过挡板上的小孔,所以由几何关系可得 (n=0,1,2,3……)  
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如图所示,固定于水平面上的足够长的金属框架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B0=2T,柜架的左端串有阻值为R=5Ω的定值电阻,框架的宽度L=0.5m,质量m=0.05kg,电阻不计的金属棒MN与导轨垂直并良好接触,金属棒与导轨之间的动摩擦因数μ=0.5,金属棒在F=0.5N的水平恒力作用下由静止开始沿框架向右运动,最后达到稳定速度。重力加速度大小为g,导轨的电阻不计。求:

1)金属棒开始运动瞬间的加速度大小;

2)金属棒达到的稳定速度大小;

3)金属棒达到稳定速度后,某时刻的位置GH到框架左端的距离为x=7.5m,并将该时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减小,使金属棒中不产生感应电流,则t=2s时磁感应强度B为多大?

 

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质量为m0=80kg的溜冰运动员推着一辆质量为mA=16kg的小车Av0=10m/s的共同速度在光滑的冰面上向右匀速滑行。某时刻,他发现正前方有一辆静止的小车B,小车B的质量为mB=64kg,运动员为了避免自己与小车B相撞,将小车A用力向正前方推出,小车A离开运动员时相对于地面的速度为vA=20m/s,小车A与小车B发生碰撞后沿原路反弹回来。运动员抓住反弹回来的小车A,再次与小车A以共同的速度前进。在此后的过程中,小车A和小车B恰好不会再次相撞。不考虑摩擦和空气阻力。求:

1)将小车A推出后,运动员的速度v1

2)小车A与小车B碰撞后,小车B的速度v2.

 

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举世瞩目的嫦娥四号,其能源供给方式实现了新的科技突破:它采用同位素温差发电与热电综合利用技术结合的方式供能,也就是用航天器两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给探测器。图甲中探测器两侧张开的是光伏发电板,光伏发电板在外太空将光能转化为电能。

某同学利用图乙所示电路探究某光伏电池的路端电压U与电流I的关系,图中定值电阻R0=5Ω,设相同光照强度下光伏电池的电动势不变,电压表、电流表均可视为理想电表。

(1)实验一:用一定强度的光照射该电池,闭合开关S,调节滑动变阻器R0的阻值,通过测量得到该电池的U-I如图丁曲线a,由此可知,该电源内阻是否为常数______(填),某时刻电压表示数如图丙所示,读数为______V,由图像可知,此时电源内阻值为______Ω

(2)实验二:减小实验一光照的强度,重复实验,测得U-I如图丁曲线,在实验一中当滑动变阻器的电阻为某值时路端电压为2.0V,则在实验二中滑动变阻器仍为该值时,滑动变阻器消耗的电功率为______W(计算结果保留两位有效数字)

 

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如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置。他在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,力传感器可直接测出连接滑块的细绳中的拉力,传感器下方悬挂钩码,每次都将滑块从A处由静止释放,气垫导轨摩擦阻力很小可忽略不计,由于遮光条的宽度很小,可认为遮光条通过光电门时速度不变。

1)实验时,该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d=______mm。然后他将滑块从A位置由静止释放,并测量释放时遮光条到光电门的距离L,由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间,则滑块的加速度大小表达式为______(用题中所给的符号表示)

2)实验时,一定要保证的条件或进行的操作是______(多选)

A.使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

B.测出钩码的重力

C.将气垫导轨调节水平

D.使细线与气垫导轨平行

 

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如图所示,质量相等的物块AB叠放在水平地面上,左边缘对齐。ABB与地面间的动摩擦因数均为μ。先水平敲击AA立即获得水平向右的初速度vA,在B上滑动距离L后停下。接着水平敲击BB立即获得水平向右的初速度vBAB都向右运动,左边缘再次对齐时恰好相对静止,相对静止前B的加速度大小为a1,相对静止后B的加速度大小为a2,此后两者一起运动至停下。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。下列说法正确的是(  )

A.

B.vA=

C.

D.从左边缘再次对齐到AB停止运动的过程中,AB之间没有摩擦力

 

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