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(18分)两根足够长的光滑金属导轨平行固定在倾角为θ的斜面上,它们的间距为d.磁...

(18分)两根足够长的光滑金属导轨平行固定在倾角为θ的斜面上,它们的间距为d.磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间、方向垂直于斜面向上.两根金属杆ab、cd的质量分别为m和2m,垂直于导轨水平放置在导轨上,如图所示.设杆和导轨形成的回路总电阻为R而且保持不变,重力加速度为g.

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(1)给ab杆一个方向沿斜面向上的初速度,同时对ab杆施加一平行于导轨方向的恒定拉力,结果cd杆恰好保持静止而ab杆则保持匀速运动.求拉力做功的功率.

(2)若作用在ab杆的拉力与第(1)问相同,但两根杆都是同时从静止开始运动,求两根杆达到稳定状态时的速度.

 

(1)    (2)      方向沿斜面向下 【解析】 试题分析:(1)cd杆保持静止,则杆所受安培力   ① (2分) 设ab杆所受的拉力为F,则对ab杆,有     ②(2分) 设ab杆的速度为v0,则回路中的感应电流   ③(2分) 拉力做功的功率   ④(1分) 联立解得拉力做功的功率   ⑤(2分) (2)开始时ab杆所受合力沿斜面向上,因此沿斜面向上运动,而cd杆所受合力沿斜面向下,因此沿斜面向下运动,随着速度的增大,安培力也逐渐增大,最后两杆同时达到匀速运动状态。 设ab杆和cd杆最后的速度大小分别为v1、v2,因为两杆组成的系统所受的外力合力为零, 因此系统动量守恒,取沿斜面向上为正方向, 则    ⑥(2分) cd杆匀速运动,则杆所受安培力     ⑦(1分) 回路中的电流    ⑧(2分) 联立解得ab杆和cd杆达到稳定状态时的速度分别为 (方向沿斜面向上)    ⑨(2分,) (方向沿斜面向下)   ⑩(2分) 考点:功率,电磁感应现象,电磁感应中的能量问题
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考点分析:
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(18分)如图所示,圆管构成的半圆形轨道竖直固定在水平地面上,轨道半径为R,MN为直径且与水平面垂直,直径略小于圆管内径的小球A以某一速度冲进轨道,到达半圆轨道最高点M时与静止于该处的质量与A相同的小球B发生碰撞,碰后两球粘在一起飞出轨道,落地点距N为2 R。重力加速度为g,忽略圆管内径,空气阻力及各处摩擦均不计,求

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(1)粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t;

(2)小球A冲进轨道时速度v的大小。

(3)小球A与小球B球碰撞前瞬间对轨道的压力多大?方向如何?

 

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气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。现用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图

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(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:

a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB

b.调整气垫导轨,使导轨处于水平。

c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上。

d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1

e.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。当A、B滑块

分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2

①实验中还应测量的物理量是_________           ___________。

②利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是____          ________________。

③被压缩弹簧的弹性势能的表达式为                                     。

 

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(本题每空3分,共18分)

(1)某同学用图示的装置做验证动量守恒定律的实验。选用小球a为入射小球,b为被碰小球。设小球a、b的质量分别为ma、mb;则它们的质量关系应为ma_________mb,半径关系为ra          rb(填“大于”、“等于”或“小于”)放上被碰小球b后,两小球a、b碰后的落点如图所示,系统碰撞过程中动量守恒则应满足的表达式是_______________                 ,(用题中物理量和图中字母表示)

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如图所示,用轻弹簧相连的物块A和B放在光滑的水平面上,物块A紧靠竖直墙壁,一颗子弹沿水平方向射入物块B并留在其中,在下列依次进行的四个过程中,由子弹、弹簧和A、B物块组成的系统,动量不守恒但机械能守恒的是

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A.子弹射入木块过程

B.B载着子弹向左运动的过程

C.弹簧推载着子弹的B向右运动,直到弹簧恢复原长的过程

D.B因惯性继续向右运动,直到弹簧伸长到最长的过程

 

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图中为一理想变压器,将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上,副线圈连接相同的灯泡L1、L2,电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2,导线电阻不计,开关S原先断开,如图所示.当开关S闭合后

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A.A1示数不变,A2示数变大        B.A1示数变大,A2示数变大

C.V1示数不变,V2示数变大          D.V1示数不变,V2示数不变

 

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