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如图所示,水平传送带右端与半径为R=0.5m的竖直光滑圆弧轨道的内侧相切于Q点,...

如图所示,水平传送带右端与半径为R=0.5m的竖直光滑圆弧轨道的内侧相切于Q点,传送带以某一速度顺时针匀速转动。将质量为m=0.2kg的小物块轻轻放在传送带的左端P点,小物块随传送带向右运动,经Q点后恰好能冲上光滑圆弧轨道的最高点N。小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5,取g=10m/s2

(1)求传送带的最小转动速率v0

(2)求传送带PQ之间的最小长度L

(3)若传送带PQ之间的长度为4m,传送带以(1)中的最小速率v0转动,求整个过程中产生的热量Q及此过程中电动机对传送带做的功W

 

(1)5m/s (2)2.5m (3)2.5J 5J 【解析】 (1)由题意知,传送带转动速率最小时,小物块到达点已与传送带同速且小物块刚好能到达点,在点有 小物块从点到点,由动能定理得 联立解得 (2)传送带长度最短时,小物块从点到点一直做匀加速运动,到点时刚好与传送带同速,则有 联立解得 (3)设小物块经过时间加速到与传送带同速,则 小物块的位移 传送带的位移 根据题意则有 联立解得 由能量守恒定律可知,电动机对传送带做功 代入数据解得  
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如图甲所示,倾斜放置的平行光滑导轨间距为L导轨与水平面的夹角为,导轨上端连有阻值为的定值电阻,在导轨平面上的abdccdfe区域内分别有垂直导轨平面向上和向下的匀强磁场,磁感应强度大小分别为,两磁场的宽度均为L一长为L,阻值为的导体棒从导轨某位置由静止释放,导体棒在滑动过程中始终垂直于导轨且与导轨接触良好,导体棒在磁场中运动的速度一时间图像如图乙所示。不计导轨的电阻,取,求:

(1)导体棒的质量;

(2)导体棒穿过整个磁场过程中电阻R上产生的焦耳热;

(3)导体棒穿过磁场的时间。

 

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如图所示是研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在xOy平面坐标系的第一象限内,存在两个电场强度大小均为E,方向分别水平向左和竖直向上的匀强电场区域。两电场的边界均是边长为L的正方形,位置如图所示。(不计电子所受重力)

(1)区域AO边的中点处由静止释放电子,求电子离开区域的位置坐标;

(2)在电场区域内某一位置(xy)由静止释放电子,电子恰能从区域右下角B处离开,求满足这一条件的释放点xy满足的关系。

 

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如图所示,一质量为m,长度为L的导体棒AC静止于两条相互平行的水平导轨上且与两导轨垂直。通过导体棒AC的电流为I,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向与导轨平面成角斜向下且垂直于导体棒AC,求:

(1)导体棒AC受到的安培力;

(2)导体棒AC受到的摩擦力。

 

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一般的话筒用的是一块方形的电池(层叠电池),如图甲所示,标称电动势为9V。某同学想要测量该电池实际的电动势和内阻,实验室提供了以下器材:

A.待测方形电池

B.电压表(量程0~3V,内阻约为4kΩ)

C.电流表(量程0~0.6A,内阻为1.0Ω)

D.电流表(量程0~3A,内阻为1.0Ω)

E.电阻箱(阻值范围0~999.9Ω)

F.电阻箱(阻值范围0~9999.9Ω)

G.滑动变阻器(阻值范围0~20Ω)

H.滑动变阻器(阻值范围0~20kΩ)

I.开关、导线若干

(1)该同学根据现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路图。根据如图乙所示电路图和如图丙所示图像,为完成该实验,电流表应选_____,电阻箱应选______,滑动变阻器应选_______(均填写器材前字母标号)

(2)实验需要把电压表量程扩大为0~9V。该同学按图乙连接好实验器材,检查电路无误后,将R1的滑片移到最左端,将电阻箱R2调为零,断开S3,闭合S1,将S2a,适当移动R1的滑片,电压表示数为2.40V;保持R1接入电路中的阻值不变,改变电阻箱R2的阻值,当电压表示数为________V时,完成扩大量程,断开S1

(3)保持电阻箱R2阻值不变,开关S2b,闭合S3S1,从右到左移动R1的滑片,测出多组UI,并作出UI图线如图丙所示,可得该电池的电动势为________V,内阻为________Ω

 

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如图所示是验证动量守恒定律实验中获得的频闪照片,已知AB两滑块的质量分是在碰撞,拍摄共进行了四次。第一次是在两滑块相撞之前,以后的三次是在碰撞墙之后。B滑块原来处于静止状态,并且AB滑块在拍摄频闪照片的这段时间内是在10cm105cm这段范围内运动(以滑块上的箭头位置为准),试根据频闪照片(闪光时间间隔为0.5s)回答问题。

(1)根据频闪照片分析可知碰撞发生位置在__________cm刻度处;

(2)A滑块碰撞后的速度__________B滑块碰撞后的速度_____A滑块碰撞前的速度__________

(3)根据频闪照片分析得出碰撞前两个滑块各自的质量与各自的速度的乘积之和是___;碰撞后两个滑块各自的质量与各自的速度的乘积之和是____。本实验中得出的结论是______

 

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