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如图10甲所示,两根长为L的丝线下端悬挂一质量为m,带电量分别为+q和-q的小球A和B,处于场强为E,方向水平向左的匀强电场之中,使长度也为L的连线AB拉紧,并使小球处于静止状态,求E的大小满足什么条件才能实现上述平衡状态。

析与解:对A作受力分析,设悬点与A之间的丝线的拉力为F1,AB之间连线的拉力为F2,受力图如图10乙所示,根据平衡条件得F1sin60°=mg,qE=k +F1cos60°+F2

由以上二式得:E=k +cot60°+

F2≥0, ∴ 当Ek +cot60°时能实现上述平衡状态。

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,两根足够长的平行导轨处在与水平方向成θ角的斜面上,θ=370,导轨电阻不计,间距L=0.3m.在斜面上加有磁感应强度B=1T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场.导轨底端接一个阻值R=1Ω的电阻.质量m=1kg、电阻r=2Ω的金属棒ab横跨在平行导轨间,棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,金属棒从距底端高为h1=2.0m处以平行于导轨向上的初速度v0=10m/s上滑,滑至最高点时高度为h2=3.2m,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2
(1)求ab棒上升至最高点的过程中,通过电阻R的电量q和电阻R产生的焦耳热Q.
(2)若ab棒固定在导轨上的初始位置,磁场按图乙所示规律变化(2.5×10-2~7.5×10-2s内是正弦规律变化),电阻R在一个周期内产生的焦耳热为Q=5J,取π2=10,求B0

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图甲所示,两根光滑的金属导轨MN、PQ彼此平行,相距L=0.5m,与水平面成θ=37°角放置,在导轨的上部接有一滑动变阻器,其最大阻值R=10Ω.一根质量为m=50g、电阻r=2Ω的直导体棒ab与导轨垂直放置且与导轨接触良好.在图示的矩形虚线区域内存在着垂直导轨平面向下、磁感应强度B=2T的匀强磁场,该磁场始终以速度v0在矩形虚线区域内沿着导轨匀速向上运动.当滑片滑至滑动变阻器的中点时,导体棒恰能在导轨上静止不动.金属导轨的电阻不计,运动的过程中总能保证金属棒处于磁场中.设轨道足够长,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)求磁场运动的速度v0是多大?
(2)现将滑动变阻器接入电路的阻值迅速变为1Ω,求导体棒稳定运动时的速度大小及该过程中安培力的最大功率.
(3)若将滑动变阻器的滑片滑至某处后导体棒稳定运动时的速度用符号v表示,此时对应电路的总电阻用符号R表示,请推导速度v随总电阻R变化的关系式,并在图乙中准确地画出此情况下的v-R图象.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图10甲所示,ab、cd以为两根放置在同一水平面内且相互平行的金属轨道,相距L,右端连接一个阻值为R的定值电阻,轨道上放有一根导体棒MN,垂直两轨道且与两轨道接触良好,导体棒MN及轨道的电阻均可忽略不计。整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。导体棒MN在外办作用下以图中虚线所示范围的中心位置为平衡位置做简谐运动,振动周期为T,振幅为A,在t=0时刻恰好通过平衡位置,速度大小为v0,其简谐运动的速度V随时间t按余弦规律变化,如图10乙所示。则下列说法正确的是                                (    )

 
    A.回路中电动势的瞬时值为

    B.导体棒MN中产生交流电的功率为

    C.通过导体棒MN的电流的有效值为

    D.在0等内通过导体棒MN的电荷量为

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