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如图所示,电阻不计的光滑金属导轨由弯轨AB,FG和直窄轨BC,GH以及直宽轨DE...

如图所示,电阻不计的光滑金属导轨由弯轨ABFG和直窄轨BCGH以及直宽轨DEIJ组合而成,ABFG段均为竖直的圆弧,半径相等,分别在BG两点与窄轨BCGH相切,窄轨和宽轨均处于同一水平面内,BCGH等长且与DEIJ均相互平行,CDHI等长,共线,且均与BC垂直。窄轨和宽轨之间均有竖直向上的磁感强度为B的匀强磁场,窄轨间距为,宽轨间距为L。由同种材料制成的相同金属直棒ab始终与导轨垂直且接触良好,两棒的长度均为L,质量均为m,电阻均为R。初始时b棒静止于导轨BC段某位置,a棒由距水平面高h处自由释放。已知b棒刚到达C位置时的速度为a棒刚到达B位置时的,重力加速度为g,求:

1a棒刚进入水平轨道时,b棒加速度ab的大小;

2b棒在BC段运动过程中,a棒产生的焦耳热Qa

3)若a棒到达宽轨前已做匀速运动,其速度为a棒刚到达B位置时的,则b棒从刚滑上宽轨到第一次达到匀速的过程中产生的焦耳热Qb

 

(1);(2);(3) 【解析】 (1)a棒刚进入水平轨道时,由机械能守恒得 解得 由: 得 由牛顿第二定律 (2)b棒在窄轨上运动的过程中,对a、b棒,设b棒刚滑上宽轨时的速度为,此时a棒的速度为,由动量守恒得: 又由: 得 故由能量守恒,该过程中系统产生的焦耳热: 又因此过程中,a、b棒连入电路的电阻相等,故由 得 (3)当a棒在窄轨上匀速时,b棒在宽轨上也一定匀速,设其速度分别为、,由 E=BLv 知 由得 而由可得 b棒刚滑上宽轨时,a,b两棒的总动能为 b棒在宽轨上第一次恰好达到匀速时,a,b两棒的总动能为 故从b棒刚滑上宽轨到第一次达到匀速的过程中,两棒产生的总焦耳热 而此过程中,b棒连入电路的电阻是a棒的两倍,由 知  
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考点分析:
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如图所示,一质子自M点由静止开始,经匀强电场加速运动了距离d后,由N点沿着半径方向进入直径为d的圆形匀强磁场区域,在磁场中偏转了 弧度后飞出磁场,求质子在电场和磁场中运动的时间之比。 

 

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某实验小组利用如图所示的装置验证碰撞过程中的动量守恒和探究碰撞过程中的动能是否守恒。水平的气垫导轨上有两滑块AB,滑块A上有宽度为d的遮光板;滑块B上固定一支架,支架上水平固定一内壁光滑左侧开口的细薄金属直管,金属管右侧用金属板封闭,管内靠近金属板处静置一金属小球。气垫导轨通气后利用右侧挡板上的弹射装置将滑块A向左弹出,测得滑块A第一次经过光电门的时间为t1,后与静止的滑块B相碰,碰后滑块B和小球一起向左滑动滑块A向右运动。滑块A第二次通过光电门的时间为t2,滑块B与左侧挡板刚接触时,立即被安装的锁止装置锁止,同时金属管中的小球沿管壁飞出落在水平地面上的O(图中未画出)。用天平称量出滑块A(包括遮光板的总质量M1、滑块B(包括支架、金属管)的总质量M2、小球的质量m,重力加速度为g。请回答以下问题: 

1)除了题中已给出的物理量还需用刻度尺测出的物理量及符号是________   

2)小球离开金属管口时的速度大小为 ________(用题中已知和(1)问中物理量符号表示)   

3)要验证碰撞过程中的动量守恒,本实验需要验证的表达式为 ________   

4)要进一步探究碰撞过程中的动能是否守恒,需要比较表达式________与表达式________在误差允许范围内是否相等。

 

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实验室中有一台铭牌模糊的可拆卸式变压器,如图所示,该变压器可近似看做理想变压器。某同学欲测量它的初级次级线圈匝数:先在闭合铁芯的上端铁轭处紧密缠绕100匝漆包细铜线,并将细铜线两端与理想交流电压表构成闭合回路。

1)在次级线圈左右两端的接线柱上输入12V低压交流电压,理想交流电压表示数为60V,则次级线圈的匝数为________匝;在初级线圈左右两端的接线柱上输入12V低压交流电压,理想交流电压表示数为30V,则初级线圈的匝数为________匝。

2)若初级线圈左右两端接线柱接入的交变电压瞬时表达式为u=311sin100πt(V),则与次级线圈左右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为________V

 

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某探究小组利用图甲所示的电路探究一标签模糊的理想变压器的原、副线圈匝数比。R为定值电阻,L1L2为两只标有“5V2A”的相同小灯泡S为开关。保持开关S断开,在输入端施加如图乙所示的交变电压后,灯泡L1正常发光,测得电阻R两端的电压为灯泡L1两端电压的2倍。以下说法正确的是(  

A.理想变压器原、副线圈的匝数比为41

B.理想变压器原、副线圈的匝数比为14

C.定值电阻的阻值为10Ω

D.闭合开关S后,灯泡L1中的电流变小

 

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如图是氢原子的能级示意图。当氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时,辐射出光子a;从n=2能级跃迁到n=1能级时,辐射出光子b。以下判断正确的是(  

A.光子b可能使处于基态的氢原子电离

B.n=4能级比n=2能级氢原子的电子动能小

C.一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射10种不同的谱线

D.若与a同频率的光可以使某金属发生光电效应,那么与b同频率的光也可以使该金属发生光电效应

 

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