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【题目】如图所示,相距为l的平行光滑导轨ABCDMNPQ两侧倾斜、中间水平,且电阻不计,在导轨的两端分别连有电阻R1R2,左侧倾角为,在ABNM区域内存在垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B0,水平部分虚线efgi之间的矩形区域内,有竖直向上垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度也为B0。一质量为m、长度也为l的金属导体棒,从距水平轨道h高处由静止释放,滑到底端时的速度为v0,穿过efig区域磁场后速度变为。已知导轨和金属棒始终接触良好,倾斜部分轨道和水平部分用光滑圆孤相连,导体棒的电阻和R1R2的阻值均为r。求:

(1)导体棒从静止开始下滑到底端BN过程中电阻R1上产生的热量;

(2)虚线efgi之间的距离;

(3)导体棒最终停在什么位置。

【答案】(1)(2)(3)最终停在水平磁场的正中间

【解析】

(1)设此过程整个装置产生的热量为QR1产生的热量为Q1

(2)efgi之间的距离为x,穿过磁场过程中流过导体棒的电荷量为q1,根据动量定理可得

其中

(3)设导体棒在磁场区经过的路程为s,通过导体的电荷量为q2

=

所以导体棒最终停在水平磁场的正中间

练习册系列答案
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【题目】如图所示,水平放置的平行板电容器与某一电源相连,它的极板长L0.4 m,两板间距离d4×103 m,有一束由相同带电微粒组成的粒子流,以相同的速度v0从两板中央平行极板射入,开关S闭合前,两板不带电,由于重力作用微粒能落到下极板的正中央,已知微粒质量为m4×105 kg,电荷量q=+1×108 Cg10 m/s2。求:

1)微粒入射速度v0为多少?

2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场,所加的电压U应取什么范围?

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【题目】为了探究动能定理,某同学在实验室组装了如图甲所示的装置:

(1)该同学想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为在实验中应该采取的必要措施是________

A.平衡摩擦力

B.先释放小车后接通电源

C.钩码的质量远小于小车的总质量

D.钩码的质量远大于小车的总质量

(2)如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带,其中ABCDEF是计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,距离如图所示,则打B点时的速度vB________

(3)该同学经过认真操作后,发现小车动能的变化量总是略小于拉力做的功,他猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的,若钩码质量为m,小车质量为M,重力加速度为g,则小车受到的实际拉力为F________

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【题目】如图所示,等量正电荷形成的电场,MN是两个正电荷连线的中垂线,O为垂足,ab是距离O很近的两点,一个带负电的粒子(重力不计)只在电场力的作用下以一定速度沿MN直线进入电场顺次经过aOb点,在粒子从ab的过程中,下列说法正确的是(  )

A.粒子在O点的电势能为零

B.粒子在O点的动量最小

C.粒子的电势能先减小后增大

D.粒子的加速度先减小后增大

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【题目】一列简谐波沿x轴正向传播,在坐标轴原点O处的质点其振动的表达式为y=30sin cm),某时刻刚好传到N点,介质中还有MP点,所在位置如图所示,再经4.5s,下列说法正确的是(  )

A.P点第一次到达波峰位置

B.N点处在正向最大位移处

C.M点处在负向位移且向下振动

D.M点处在正向位移且向下振动

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【题目】以下物理量属于比值定义且属于矢量的是(  )

A.B.C.D.

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【题目】小华同学在做用打点计时器测速度的实验时,从打下的若干纸带中选出了如图1所示的一条纸带,已知打点计时器使用的电源频率为50Hz,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,各计数点到0点的距离如纸带上所示.

1)为了达到实验的目的,除了有打点计时器、纸带、小车、细绳、导线、低压交流电源、小木块、长木板外,还需要的仪器有___

A.刻度尺 B.铁架台 C.停表 D.天平

2)图中两计数点的时间间隔为T=_________s

3)根据纸带提供的信息,小华同学已经计算出了打下12346这五个计数点时小车的速度,请你帮助他计算出打下计数点5时小车的速度v5=__________m/s(结果保留3位有效数字),并填入表中.

计数点

1

2

3

4

5

6

t/s

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.358

0.400

0.440

0.485

0.570

4)以速度v为纵轴、时间t为横轴在图2坐标纸上建立直角坐标系,根据表中的vt数据,在坐标系中描点,并作出小车运动的vt图象.

________

5)根据vt图象可知,小车运动的加速度大小为_______________m/s2(结果保留3位有效数字).

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【题目】如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验.

1)实验中还需要的测量工具有:______

2)如图乙所示,根据实验数据绘图,纵轴是钩码质量m,横轴是弹簧的形变量x,由图可知:图线不通过原点的原因是由于______;弹簧的劲度系数______计算结果保留2位有效数字,重力加速度g

3)如图丙所示,实验中用两根不同的弹簧ab,画出弹簧弹力F与弹簧长度L图象,下列正确的是______

Aa的原长比b的长

B的劲度系数比b的大

Ca的劲度系数比b的小

D.弹力与弹簧长度成正比

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【题目】如图甲为一女士站立在台阶式(台阶水平)自动扶梯上,如图乙为一男士站立在履带式自动扶梯上,假设两位顾客均站立于扶梯,且手不与其他物体接触,两位顾客相对于扶梯静止,随扶梯一起匀速上升,下列关于两人受力情况判断正确的是

A.两位顾客始终受到静摩擦力的作用

B.两位受到静摩擦力均沿斜面向上

C.两位顾客受到的支持力大小均等于重力大小

D.扶梯对两位顾客的作用力均是竖直向上

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