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足够长的平行金属轨道M、N,相距L=0.5m,且水平放置。M、N左端与半径R=0...

足够长的平行金属轨道MN,相距L=0.5m,且水平放置。MN左端与半径R=0.4m的光滑竖直半圆轨道相连,金属棒bc可在轨道上无摩擦地滑动,两金属棒的质量mb=mc=0.1kg,电阻Rb=Rc=1Ω,轨道的电阻不计。平行水平金属轨道MN处于磁感应强度B=1T的匀强磁场中,磁场方向与轨道平面垂直,光滑竖直半圆轨道在磁场外,如图所示。若使b棒以初速度v0=10m/s开始向左运动,求:

(1)c棒的最大速度;

(2)c棒中产生的焦耳热;

(3)c棒达最大速度后沿半圆轨道上滑,金属棒c到达轨道最高点时对轨道的压力的大小。

 

(1)5m/s;(2)1.25J;(3)1.25N 【解析】 (1)在磁场力作用下,b棒做减速运动,c棒做加速运动,当两棒速度相等时,c棒达最大速度。选两棒为研究对象,根据动量守恒定律有 解得c棒的最大速度 (2)从b棒开始运动到两棒速度相等的过程中,系统减少的动能转化为电能,两棒中产生的总热量为 因为 所以c棒中产生的焦耳热为 (3)设c棒沿半圆轨道滑到最高点时的速度为,从最低点上升到最高点的过程由机械能守恒可得 解得 在最高点,设轨道对c棒的弹力为F,由牛顿第二定律得 解得 由牛顿第三定律得,在最高点c棒对轨道的压力为1.25N。  
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考点分析:
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如图所示,相距L=0.5m足够长的两根光滑导轨与水平面成37°角,导轨电阻不计,导轨处在磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面斜向上.abcd为水平金属棒且与导轨接触良好,它们的质量均为m=0.5kg、电阻均为R=2Ω.ab棒与一绝缘水平细绳相连处于静止状态,现让cd棒从静止开始下滑,直至与ab相连的细绳刚好被拉断,在此过程中cd棒电阻R上产生的热量为1J,已知细线能承受的最大拉力为T=5N,g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8.求细绳被拉断时:

(1)ab棒中电流的方向与大小

(2)cd棒的速度大小

(3)cd棒沿导轨下滑的距离

 

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如图所示,一个质量为m、电荷量为-qq0)的带电粒子从x轴上的P点以速度v沿与x轴成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限。已知OP=a,不计带电粒子的重力。求:

(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小;

(2)带电粒子穿过第一象限所用的时间。

 

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某同学为了较精确的测量一阻值约为20Ω的电阻Rx的阻值。

(1)在以下备选器材中电流表应选__________,电压表应选_______,变阻器应选_________。(只填写器材对应的字母代号)。

电源E(电动势3V、内阻可忽略不计)

电流表A1(量程50mA,内阻约12Ω

电流表A2(量程3A,内阻约0.12Ω

电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ

电压表V2(量程15V,内阻约15kΩ

滑动变阻器R10~10Ω,允许最大电流2.0A

滑动变阻器R20~1000Ω,允许最大电流0.5A

定值电阻R30Ω,允许最大电流1.0A

开关及导线若干

(2)请在方框中画出实验电路图_______(要求直接测量量的变化范围尽可能大一些,所选器材用对应符号标出)

(3)若某次测量中,电压表读数为U,电流表读数为I,则计算待测电阻的阻值表达式为Rx=________________

 

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1)在测定匀变速直线运动加速度的实验中,从以下步骤中选出必要的步骤并将其代号按合理顺序填空写在横线上:________

A.拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,先接通电源,后放开纸带;

B.将打点计时器固定在平板上,并接好电路;

C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着重量适当的钩码;

D.断开电源,取下纸带;

E.将平板一端抬高,轻推小车,使小车恰能在平板上作匀速运动;

F.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔;

G.换上新的纸带,再重复做两三次.

2)某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况,实验中获得一条纸带,如图三所示,其中两相邻计数点间有四个点未画出已知所用电源的频率为50HZ,则打A点时小车运动的速度vA=_______m/s,小车运动的加速度a=_______m/s2(结果要求保留三位有效数字)

 

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如图所示,同一竖直面内的正方形导线框的边长均为,电阻均为,质量分别为。它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端,在两导线框之间有一宽度为、磁感应强度大小为、方向垂直竖直面的匀强磁场区域。开始时,线框的上边与匀强磁场的下边界重合,线框的下边到匀强磁场的上边界的距离为。现将系统由静止释放,当线框全部进入磁场时,两个线框开始做匀速运动。不计摩擦和空气阻力,重力加速度为,则

A.两个线框匀速运动时的速度大小为

B.线框从下边进入 磁场到上边离开磁场所用时间为

C.从开始运动到线框全部进入磁场的过程中,线框所产生的焦耳热为

D.从开始运动到线框全部进入磁场的过程中,两线框共克服安培力做功为

 

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