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如图所示,不等宽的两段光滑平行导轨由水平和倾斜两部分组成,两根由同种材料制成的质...

如图所示,不等宽的两段光滑平行导轨由水平和倾斜两部分组成,两根由同种材料制成的质量均为的导体棒垂直导轨放置,导体棒的长度为,导体棒的长度为,导体棒的长度与所在导轨的宽度相等,导体棒可在各自的导轨上滑动不会脱离导轨。倾斜导轨与水平方向的夹角为,导体棒的电阻为,锁定在距水平地面高为的位置。水平的宽、窄导轨处都有与水平方向成角的匀强磁场,磁感应强度大小为,重力加速度为。设磁场范围足够大,宽、窄两部分导轨均足够长,导轨电阻不计。

1)现给导体棒一个向右的初速度,求导体棒向右运动的最大距离为多少;

2)给导体棒一个向右的初速度的同时,对导体棒施加一个水平向右的力,使导体棒从速度逐渐减为0,已知在此过程中导体棒上产生的焦耳热为,求力做的功为多少?

3)在导体棒静止时,将导体棒解除锁定,则两导体棒的最终速度为多少?整个过程中导体棒上产生的焦耳热为多少?

 

(1) (2) (3) ;; 【解析】 (1)对CD棒由动量定理 其中 其中RCD=4r 联立解得 (2)在此过程中导体棒CD上产生的焦耳热为Q,则因为AB和CD中电流相同,根据Q=I2Rt可知AB棒上产生的焦耳热为Q,由能量关系可知力F做的功为 (3)在导体棒CD静止时,将导体棒AB解除锁定,则AB棒到达水平面时 两导体棒的最终稳定时,回路感应电流为零,两棒产生的感应电动势大小相等方向相反,设此时AB的速度v1,CD的速度为v2,则 即 由动量定理,对AB: 对CD: 解得 根据能量关系可知回路产生的总焦耳热 则整个过程中导体棒AB 上产生的焦耳热为  
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如图所示,电动机带动的水平传送带始终以的速度顺时针转动,将一质量的小滑块(可视为质点)轻轻地放在水平传送带的左端点,在传送带的带动下,小滑块开始运动并最终从右端点平抛出去,抛出后的小滑块恰好无碰撞地从点进入光滑的圆弧轨道,之后又冲上一与圆弧轨道相切、动摩擦因数为的粗糙斜面,在斜面上运动的最高点为(未标出),当小滑块到达点时,对其施加一外力,使小滑块在斜面上保持静止状态。点位于传送带末端点的正下方,且的高度为.是圆弧轨道的两个端点,且三点在同一水平面上,斜面足够长,与水平面的夹角为,不计空气阻力。

1)求为了传送小滑块,电动机多做的功为多少?

2)求小滑块沿斜面上升的最大高度;

3)将小滑块从点释放后,若小滑块与斜面间的摩擦忽略不计,请判断能否从点水平回到传送带上?若能,说明理由;若不能,请说明在保持传送带水平的情况下,传送带的位置如何调节才能让小滑块以水平速度正好返回传送带?

 

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如图所示,一小球质量为、带电量为,从水平面上点正上方高为处以的速度水平抛出,落到水平地面上的点;若在小球运动空间加上水平向右的匀强电场,电场强度为,仍将小球从同一位置以相同的速度水平抛出,小球落到地面上的点,重力加速度,空气阻力不计,求:

1两点之间的距离;

2)小球到达点时的动能。

 

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如图甲所示,某玻璃砖的横截面是直角三角形,其中边的长度为,一束单色光垂直边入射,第一次从边射出时与边成角。

1)求该玻璃砖的折射率;

2)令上束单色光的平行光束从边以角入射,如图乙所示,求该光束第一次从边射出的宽度和具体的位置。

 

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如图甲所示为某同学验证机械能守恒定律的实验装置,重物的质量,实验得到了一条点迹清晰的纸带,由于操作不小心,纸带断裂,只剩下一部分如图乙所示,已知是计数点,相邻两计数点间还有一个点未画出,打点计时器所接电源的频率为

1)由图可以测得打点时重物的速度____,打点时重物的速度____

2)从打点到打点的过程中,重物动能的增加量_____,重物重力势能的减少量____。(结果均保留两位小数)

 

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用油膜法估测分子直径的实验步骤如下:

A.向浅盘中倒入适量的水,并向水面均匀的撒入痱子粉

B.纯油酸加入酒精中,得到的油酸酒精溶液

C.把玻璃板放在方格纸上,计算出薄膜的面积(坐标纸中正方形小方格的边长为

D.将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下50滴溶液的体积

E.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓

F.按照得到的数据,估算出油酸分子的直径

1)上述步骤中,正确的顺序是________(填步骤前的字母)。

2)如图所示为描出的油膜轮廓,油膜的面积约为______

3)已知50滴溶液的体积为,估算油酸分子的直径约为__________(保留两位有效数字)。

 

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