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如图所示,足够长的平行金属导轨MN、PQ竖直放置,图中虚线下方存在垂直导轨平面向...

如图所示,足够长的平行金属导轨MNPQ竖直放置,图中虚线下方存在垂直导轨平面向里的匀强磁场,导轨的下端(距虚线足够远)NQ间接有阻值为R的电阻。在虚线处有一质量为m、电阻为r=6R的金属棒ab紧贴在导轨上,以某一初速度向上抛出,同时紧靠导轨到虚线距离为d0处有一个和ab完全相同的金属棒cd无初速释放,已知两棒相遇时速度等大、且相遇后立刻结合成一体。两棒结合成一体后,经过时间t刚好达到最大速度vm,此时两棒早已经进入磁场,导轨电阻不计,重力加速度为g。求:

(1)两棒进入磁场时的速度;

(2)此过程中电阻R产生的焦耳热。

 

(1);(2) 【解析】 (1)cd静止释放的同时,ab竖直上抛,两棒相遇时速度等大,根据竖直上抛的对称性可知ab上升距离 h=d0 相遇时速度大小设为v1,设两棒结合成一体时的速度为v2,对两棒应用动量守恒定律可知 mv1-mv1=2mv2 解得 v2=0 此后,对双棒,设双棒进入磁场时的速度设为v3,应用机械能守恒定律有 解得:两棒进入磁场时的速度 (2)根据电阻定律可知,两棒结合成一体后电阻 r0==3R 匀速运动时达到最大速度,有 解得 将双棒从进入磁场到最大速度分成无数段,每一小段时间Δt内安培力冲量 把各个过程相加可得此过程中安培力冲量 从两棒结合成一体到最大速度vm,对双棒,应用动量定理有 联立解得 从进入磁场到最大速度的过程中,设运动位移为s,应用法拉第电磁感应定律可知在时间t0内金属棒产生的平均电动势 闭合电路欧姆定律有 又根据电流定义式有 联立可知 设此过程中回路产生的焦耳热为Q,应用功能关系有 又根据串联电路特点可知通过电阻R的焦耳热 联立解得  
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考点分析:
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如图所示,无限长的光滑绝缘斜面倾角为θ,在斜面底端固定一个质量为m、带正电荷q的小滑块P。整个装置处在正交的匀强电场和匀强磁场(图中未画出电场和磁场)中,电场水平向右、磁场垂直纸面向里,现在解除对P的固定,经过一段时间t撤去电场,又经过前一段二倍时间2t小滑块回到斜面底端,且回到斜面底端时的速度大小为v,求:

(1)匀强电场的场强大小和匀强磁场磁感应强度的最大值不能超过多少?

(2)电场力对小滑块所做的功?

 

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现在需要测定一个电阻Rx的电阻值(电阻值约为30Ω),备有如下器材:

A.直流电源(电动势3V,内阻约为

B.滑动变阻器(最大电阻值20Ω,允许通过的最大电流为2A

C.电压表V1(量程15V、内阻约10kΩ

D.电压表V2(量程3V、内阻约3kΩ

E.电流表A1(量程0.6A、内阻约

F.电流表A2(量程3A、内阻约0.5Ω

G.定值电阻R1(电阻值为

H.定值电阻R2(电阻值为100Ω

I.开关,导线若干

为了使测量结果准确,要求测量多组数据、测量过程中电表示数达到半偏以上。

(1)电压表应选择______,电流表应选择_______,定值电阻应选择_______。(只填仪器前的“代号”)

(2)请你帮助设计一个测量Rx电阻值的电路。请把电路图画在下面空白处_______

 

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随着科学技术的不断发展,新材料不断出现,为了测定某种新材料制成的物块P与木板之间的动摩擦因数,某实验小组利用图示装置进行如下实验。

(1)把长木板固定在水平桌面上,在木板左端固定一光滑小滑轮,把物块放在木板上,把一轻质细线一端固定在物块P上,细线绕过小滑轮后另一端拴在小物体上,通过调节小滑轮的位置使得木板上方的细线与木板平行,物块右端连接的纸带穿过打点计时器,打点计时器的纸带保持水平。通过改变小物体的质量,轻推物块P后,使物块能沿长木板做匀速运动。用天平测出小物体和物块的质量分别为mM,则新材料与木板之间的动摩擦因数为______________

(2)①某次实验中,操作时没有找到质量合适的小物体Q,拴上小物体发现物块由静止开始运动起来,打出的纸带上数据如图所示,ABCDE为计数点,相邻计数点之间有两个计时点没有画出,用刻度尺量出ABBCCDDE的距离分别为x1x2x3x4,打点计时器所接交流电频率为f,用天平测出小物体Q的质量为m,则新材料与木板之间的动摩擦因数表达式为____________

下列说法正确的是______

A.木板上表面必须水平

B.细线略微倾斜不影响测量结果

C.交流电频率为60Hz而没有发现(还按50Hz计算),这样导致测量结果偏大

D.实验需要m远小于M才行

 

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如图所示,均匀带电球壳OO1O2,半径分别为RRROO1O2在一条直线上,两小球壳和大球壳相切,三球壳带电荷量均为。已知半径为R0的均匀带正电+的球壳在内部的电势为,外部到球心距离为处的电势为rR0),则下列判断正确的是(  )

A.O点电场强度和电势均为0

B.O1点电场强度和电势均不为0

C.O1O2两点电势差为U12可能大于0

D.OO2两点电势差为

 

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如图所示,左右斜面倾角分别为α=37°β=53°,质量为m的小滑块P从左斜面上O点无初速滑下,经过水平面ab后,再滑上另一斜面,当它到达M点(图中未画出)时速度为零,已知Oaab距离均为L,滑块与所有接触面间的动摩擦因数均为μ=0.25,在拐弯处滑块没有能量损失,sin37°=0.6cos37°=0.8,则下列判断不正确的是(  )

 

A.在这个过程中运动到右斜面上的最大高度为L

B.在这个过程中滑块克服摩擦力做功为

C.滑块不可能返回到左侧斜面上

D.从开始到最终滑块停止运动,滑块损失机械能小于mgL

 

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