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如图所示,P1Q1P2Q2和M1N1M2N2为水平放置的两足够长的平行导轨,整个...

如图所示,P1Q1P2Q2M1N1M2N2为水平放置的两足够长的平行导轨,整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小B=0.4 T的匀强磁场中,P1Q1M1N1间的距离为L1=1.0 m,P2Q2M2N2间的距离为L2=0.5 m,两导轨电阻可忽略不计.质量均为m=0.2 kg的两金属棒abcd放在导轨上,运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,并与导轨形成闭合回路.已知两金属棒位于两导轨间部分的电阻均为R=1.0 Ω;金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2,且与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.取重力加速度大小g=10 m/s2.

(1)t=0时刻,用垂直于金属棒的水平外力F向右拉金属棒cd,使其从静止开始沿导轨以a=5.0 m/s2的加速度做匀加速直线运动,金属棒cd运动多长时间金属棒ab开始运动?

(2)若用一个适当的水平外力F0(未知)向右拉金属棒cd,使其速度达到v2=20 m/s后沿导轨匀速运动,此时金属棒ab也恰好以恒定速度沿导轨运动,求金属棒ab沿导轨运动的速度大小和金属棒cd匀速运动时水平外力F0的功率;

(3)当金属棒ab运动到导轨Q1N1位置时刚好碰到障碍物而停止运动,并将作用在金属棒cd上的水平外力改为F1=0.4 N,此时金属棒cd的速度变为v0=30 m/s,经过一段时间金属棒cd停止运动,求金属棒ab停止运动后金属棒cd运动的距离.

 

(1)2 s (2)v1=5 m/s 12 W (3)225 m 【解析】 本题考查法拉第电磁感应定律、牛顿第二定律及动量的综合问题,意在考查考生的分析综合能力. (1)设金属棒cd运动t时间金属棒ab开始运动,根据运动学公式可知,此时金属棒cd的速度v=at 金属棒cd产生的电动势E2=BL2v 则通过整个回路的电流 金属棒ab所受安培力 金属棒ab刚要开始运动的临界条件为FA1=μmg 联立解得 (2)设金属棒cd以速度v2=20 m/s沿导轨匀速运动时,金属棒ab沿导轨匀速运动的速度大小为v1,根据法拉第电磁感应定律可得E=BL2v2-BL1v1 此时通过回路的电流 金属棒ab所受安培力 解得v1=5 m/s 以金属棒cd为研究对象,则有 水平外力F0的功率为P0=F0v2=12 W (3)对于金属棒cd根据动量定理得 设金属棒ab停止运动后金属棒cd运动的距离为x,根据法拉第电磁感应定律得 根据闭合电路欧姆定律 联立解得:  
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如图所示,水平地面上静止放置一辆小车A,质量,上表面光滑,小车与地面间的摩擦力极小,可以忽略不计.可视为质点的物块B置于A的最右端,B的质量.现对A施加一个水平向右的恒力F=10N,A运动一段时间后,小车左端固定的挡板B发生碰撞,碰撞时间极短,碰后AB粘合在一起,共同在F的作用下继续运动,碰撞后经时间t=0.6s,二者的速度达到.求

(1)A开始运动时加速度a的大小;

(2)AB碰撞后瞬间的共同速度v的大小;

(3)A的上表面长度l

 

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某课外实验小组欲利用如图所示的实验装置,将一灵敏电流表改装为温度计.提供的实验器材有:灵敏电流表(量程为1.0 mA,内阻为300 Ω),学生电源(输出电压为U=2.0 V,内阻不计),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值为3 000 Ω),单刀双掷开关,用防水绝缘材料包裹的热敏电阻RT,导线若干.已知热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为RT=2.5t-15(Ω),实验步骤如下:

a.按照电路图连接好实验器材;

b.为不烧坏灵敏电流表,将滑动变阻器的滑片P调整到a端;然后将单刀双掷开关掷于c端,调节滑动变阻器,使灵敏电流表指针指在________(选填中央刻线满刻线”)位置,并在以后的操作中使滑片P________(选填位置不变”、“置于a置于b”);

c.在容器中倒入适量热水,将单刀双掷开关掷于d端,随着热水温度的下降,记录若干个灵敏电流表的示数;

d.根据热敏电阻随温度变化的特性,计算出各个电流对应的温度,重新制作灵敏电流表的刻度盘,改装成温度计.

(1)为使改装的温度计的量程足够大,将实验步骤b补充完整.

(2)根据实验过程,电路中的滑动变阻器应选________(R1R2”).

(3)灵敏电流表的电流I与热水温度t之间的函数关系式为I________(A),该温度计能够测量的最低温度为________℃.

(4)重新制作后的灵敏电流表的刻度盘的特点是低温刻度在刻度盘的________(”)侧,刻度盘上的刻度________(均匀不均匀”).

 

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某同学做“探究合外力做功与动能改变的关系”实验,装置如图甲所示,将光电门固定在水平轨道上的B点,用重物通过细线拉小车,保持小车(含遮光条)质量M不变,改变所挂重物质量多次进行实验,使小车每次都从同一位置A由静止开始运动,AB间距离为L.(重力加速度大小g取10 m/s2)

 

(1)用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示,则d________ cm;

(2)实验中认为小车所受拉力与重物重力大小相等,测出多组重物质量m和相应小车经过光电门时的速度v,作出v2m图象如图丙所示,由图象可知小车受到的摩擦力大小为________N;

(3)在满足条件________的情况下,v2m图象是线性变化的,说明合外力做的功等于动能的改变,此时图象的斜率k的表达式为k________(用题给物理量的字母表示).

 

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如图所示,空间存在一水平方向的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度大小为B,电场强度大小为,且电场方向与磁场方向垂直.在电磁场的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆,与电场正方向成60º夹角且处于竖直平面内.一质量为m,带电量为+q的小球套在绝缘杆上.若给小球一沿杆向下的初速度v0,小球恰好做匀速运动.已知小球电量保持不变,重力加速度为g,则以下说法正确的是(    

A.小球的初速度为

B.若小球的初速度为,小球将做加速度不断增大的减速运动,最后停止

C.若小球的初速度为,小球将做加速度不断增大的减速运动,最后停止

D.若小球的初速度为,则运动中克服摩擦力做功为

 

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如图所示,两个小球A、 B分别固定在轻杆的两端,轻杆可绕水平光滑转轴O在竖直平面内转动,OA>OB,现将该杆静置于水平方向,放手后两球开始运动,已知两球在运动过程中受到大小始终相同的阻力作用,则从开始运动到杆转到竖直位置的过程中,以下说法正确的是:(   )

A.两球组成的系统机械能守恒

B.B球克服重力做的功等于B球重力势能的增加

C.重力和空气阻力对A球做功的代数和等于它的动能增加

D.A球克服空气阻力做的功大于B球克服空气阻力做的功

 

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