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如图甲所示,光滑的平行长直金属导轨置于水平面内,间距为L,导轨左端接有阻值为R的...

如图甲所示,光滑的平行长直金属导轨置于水平面内,间距为L,导轨左端接有阻值为R的电阻,质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不计,且接触良好。在导轨平面上一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。开始时,导体棒静止于磁场区域的右端,当磁场以速度v1匀速向右移动时,导体棒随之开始运动,同时受到水平向左,大小为f的恒定阻力,并很快达到恒定速度,此时导体棒仍处于磁场区域内。

(1)求导体棒所达到的恒定速度v2

(2)为使导体棒能随磁场运动,阻力最大不能超过多少?

(3)导体棒以恒定速度运动时,克服阻力做功的功率和电路中消耗的电功率各为多大?

(4)t0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动,经过较短时间后,导体棒也做匀加速直线运动,其vt关系如图乙所示,已知在时刻t导体棒的瞬时速度大小为vt,求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。

 

(1);(2);(3);;(4) 【解析】 (1)导体棒以恒定速度v2运动时,切割磁感线的相对速度大小为,此时产生感应电动势 E=BL(v1-v2) 感应电流 由于导体棒匀速运动,由平衡条件得 由以上各式得 (2)导体棒刚开始运动时,导体棒切割磁感线的相对速度最大为v1,此时F安最大。 为使导体棒能随磁场运动,阻力最大值不超过,解得 (3)设导体棒以恒定速度v2运动,克服阻力做功的功率 代入解得 电路中消耗的电功率 联立解得 (4)设磁场的加速度为a,金属棒的加速度为a′,当金属棒以一定速度v运动时,受安培力和阻力作用,由牛顿第二定律 BIL-f=m a′ 由图可知,在t时刻导体棒的瞬时速度大小为vt,此时棒做匀加速运动,磁场与棒之间速度差为恒量,因此必有a=a′ ,又因为感应电动势 联立解得  
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考点分析:
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如图甲所示,建立Oxy坐标系,两平行极板PQ垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,第一四象限有磁场,方向垂直于Oxy平面向里.位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0~3t时间内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极边缘的影响).

已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时,刻经极板边缘射入磁场.上述mqll0B为已知量.(不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况)

1)求电压U的大小.

2)求时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径.

3)何时把两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短?求此最短时间.

 

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短跑运动员完成100m赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段.一次比赛中,某运动员用11.00s跑完全程.已知运动员在加速阶段的第2s内通过的距离为7.5m,求该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离.

 

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一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示.将一质量、体积的重物捆绑在开口朝下的浮筒上.向浮筒内冲入一定质量的气体,开始时筒内液面到水面的距离,筒内气体体积.在拉力作用下浮筒缓慢上升,当筒内液面的距离为时,拉力减为零,此时气体体积为,随后浮筒和重物自动上浮.求. 已知:大气压强,水的密度,重力加速度的大小.不计水温变化,筒内气体质量不变且可视为理想气体,浮筒质量和筒壁厚度可忽略.

 

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一电流表的量程标定不准确,某同学利用如图所示电路测量该电流表的实际量程Im。所用器材有:

量程不准的电流表A1,内阻r1=10.0Ω,量程标称为5.0mA

标准电流表A2,内阻r2=45.0Ω,量程为1.0mA

标准电阻R1,阻值10.0Ω

滑动变阻器R,总电阻约为300.0Ω

电源E,电动势为3.0V,内阻不计;

保护电阻R2;开关S;导线。

回答下列问题:

(1)开关S闭合前,滑动变阻器的滑动端c应滑动至_______端;

(2)开关S闭合后,调节滑动变阻器的滑动端,使电流表A1满偏;若此时电流表A2的读数为I2,则A1的量程Im__________

(3)若测量时,A1未调到满偏,读出A1的示数I1=3.00mAA2的示数I2=0.66mA;由读出的数据计算得Im=_________mA;(保留3位有效数字)

(4)写一条提高测量准确度的建议:________

 

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小明做验证动量守恒定律实验的装置如图甲所示,悬挂在O点的单摆由长为l的细线和直径为d的小球A组成,小球A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发生对心碰撞,碰后小球A继续向前摆动,小球B做平抛运动。

(1)小明用游标卡尺测小球A直径如图乙所示,则d=_______mm。又测得了小球A质量m1,细线长度l,碰撞前小球A拉起的角度α和碰撞后小球B做平抛运动的水平位移x、竖直下落高度h。为完成实验,还需要测量的物理量有:___________

(2)如果满足等式_____________(用实验测得的物理量符号表示),我们就认为在碰撞中系统的动量是守恒的。

 

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