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如图所示,两条间距l=1 m的光滑金属导轨制成倾角37°的斜面和水平面,上端用阻值为R=4 Ω的电阻连接.在斜面导轨区域和水平导轨区域内分别有垂直于斜面和水平面的匀强磁场B1和B2,且B1=B2=0.5 T.ab和cd是质量均为m=0.1 kg,电阻均为r=4 Ω的两根金属棒,ab置于斜面导轨上,cd置于水平导轨上,均与导轨垂直且接触良好.已知t=0时刻起,cd棒在外力作用下开始水平向右运动(cd棒始终在水平导轨上运动),ab棒受到F=0.6-0.2t(N)沿斜面向上的力作用,处于静止状态.不计导轨的电阻.

(1)求流过ab棒的电流Iab随时间t变化的函数关系;
(2)分析并说明cd棒在磁场B2中做何种运动;
(3)t=0时刻起,1 s内通过cd棒的电荷量q为多少?
(4)若t=0时刻起,1.2 s内作用在cd棒上外力做功为W=16 J,则这段时间内电阻R上产生的焦耳热QR多大?

(1)0.4tA (2)v=9.6t m/s的匀加速直线运动 (3)0.4 C (4)1.56 J

解析

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,两金属杆AB和CD长均为L,电阻均为R,质量分别为3m和m。用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧。在金属杆AB下方有高度为H的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与回路平面垂直,此时,CD处于磁场中。现从静止开始释放金属杆AB,经过一段时间,AB即将进入磁场的上边界时,其加速度为零,此时金属杆CD尚未离开磁场,这一过程中杆AB产生的焦耳热为Q。则

(1)AB棒刚达到磁场边界时的速度v1多大?
(2)此过程中金属杆CD移动的距离h和通过导线截面的电量q分别是多少?
(3)通过计算说明金属杆AB在磁场中可能具有的速度大小v2在什么范围内;
(4)试分析金属杆AB在穿过整个磁场区域过程中可能出现的运动情况(加速度与速度的变化情况)。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,在xOy坐标系中,第一象限存在一与xOy平面平行的匀强电场,在第二象限存在垂直于纸面的匀强磁场。在y轴上的P点有一静止的带正电的粒子,某时刻,粒子在很短时间内(可忽略不计)分裂成三个带正电的粒子1、2和3,它们所带的电荷量分别为q1、q2和q3,质量分别为m1、m2和m3,且。带电粒子1和2沿x轴负方向进人磁场区域,带电粒子3沿x轴正方向进入电场区域。经过一段时间三个带电粒子同时射出场区,其中粒子1、3射出场区的方向垂直于x轴,粒子2射出场区的方向与x轴负方向的夹角为60°。忽略重力和粒子间的相互作用。求:

(1)三个粒子的质量之比;
(2)三个粒子进入场区时的速度大小之比;
(3)三个粒子射出场区时在x轴上的位移大小之比。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,MN和PQ是两根放在竖直面内且足够长的平行金属导轨,相距=50cm。导轨处在垂直纸面向里的磁感应强度B=5T的匀强磁场中。一根电阻r=0.1Ω的金属棒ab可紧贴导轨左右运动。两块平行的、相距d=10cm、长度L=20cm的水平放置的金属板A和C分别与两平行导轨相连接,图中跨接在两导轨间的电阻R=0.4Ω,其余电阻忽略不计。已知当金属棒ab不动时,质量m=10g、带电量的小球以某一速度沿金属板A和C的中线射入板间,恰能射出金属板(g取10m/s2)。求:

(1)小球的速度
(2)若使小球在金属板间不偏转,则金属棒ab的速度大小和方向如何;
(3)若要使小球能从金属板间射出,求金属棒ab速度大小的范围.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如右图,在区域内存在与xy平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B.在t=0时刻,一位于坐标原点的粒子源在xy平面内发射出大量同种带电粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向与y轴正方向的夹角分布在0~180°范围内.已知沿y轴正方向发射的粒子在时刻刚好从磁场边界上点离开磁场.求:

(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径R及粒子的比荷q/m
(2)此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y轴正方向夹角的取值范围;
(3)从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间。

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

2014巴西世界杯内马尔用力踢质量为0.4 kg的足球,使球由静止以20m/s的速度飞出.假定他踢球瞬间对球平均作用力是200N,球在水平方向运动了15m停止,.那么他对球所做的功(  )                   

A.60 J B.80 J C.3000 J D.3060 J 

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图所示,一物块在与水平方向成θ角的拉力F的作用下,沿水平面向右运动一段距离s. 则在此过程中,拉力F对物块所做的功为(  )

A.Fs B.Fscosθ C.Fssinθ D.Fstanθ

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图所示,四幅图是小新提着包回家的情景,小新提书包的力不做功的是哪幅图

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如图所示,虚线表示某电场的等势面.一带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点的径迹如图中实线所示.粒子在A点的速度为vA、电势能为EPA;在B点的速度为vB、电势能为EPB.则下列结论正确的是

A.粒子带负电,vA>vB,EPA<EPB B.粒子带正电,vA>vB,EPA>EPB
C.粒子带正电,vA<vB,EPA<EPB D.粒子带负电,vA<vB,EPA>EPB

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