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【题目】如图所示,两条足够长的互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为L=0.5m。在导轨的一端分别接有阻值均为0.6Ω的电阻R1、R2,在x≥0处有一与水平面垂直的匀强磁场,磁感应强度B=1T。一质量m=0.2kg的金属杆垂直放置在导轨上,金属直杆的电阻是r=0.2Ω,其他电阻忽略不计,金属直杆以一定的初速度v0=4m/s进入磁场,同时受到沿x轴正方向的恒力F=3.5N的作用,在x=2m处速度达到稳定。求:

(1)金属直杆达到的稳定速度v1是多大?

(2)从金属杆进入磁场到金属直杆达到稳定速度的过程中,电阻R1上产生的热量是多大?通过R1的电量是多大?

【答案】(1)v1=7m/s (2)Q1=1.11J,q1=2C

【解析】试题分析:(1)金属杆的速度达到稳定时,其中R指的是并联电阻0.3Ω,代入求解:

2)根据动能定理,其中外力总共W=Fx=3.5*2=7J。根据动能定理求得总热量为3.7J,由于内阻跟外阻之比为2:3,因此外阻总热量为2.22J,即电阻R1上产生的热量1.11J

练习册系列答案
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【题目】用标有“6 V,3 W”的灯泡L1、“6 V,6 W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流表连接成如图所示的实验电路,其中电源电动势E=9 V.右图是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线.当其中一个灯泡正常发光时(  ).

A. 电流表的示数为1 A

B. 电压表的示数约为6 V

C. 电路输出功率为4 W

D. 电源内阻为2 Ω

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【题目】在水平面内固定有两根足够长的光滑平行金属导轨,两导轨间距L=2.0m,阻值R=0.80Ω的电阻固定接在两导轨间,整体位于匀强磁场中,磁场方向竖直向下,磁感应强度B=0.25T,俯视图如图所示.有一根导体棒ab放在导轨上,在水平向右恒力F=1.5N的作用下,从静止开始运动,在运动过程中导体棒ab始终与两导轨垂直且不脱离导轨不计导轨和导体棒的电阻及空气阻力.

求导体棒运动前4.0m过程中流过R上的电荷量

求导体棒ab的最大速度

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【题目】一个带正电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域,穿出电场后接着又进入匀强磁场区域。设电场和磁场区域有理想的分界线,且分界线与电场方向平行,如图中的虚线所示。在如图所示的几种轨迹中,正确的是( )

A.

B.

C.

D.

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【题目】在“测定金属的电阻率”的实验中:

(1)如图所示,用螺旋测微器测量的金属丝直径为__________mm.

(2)在用伏安法测量金属丝的电阻(约为10Ω)时,备有下列器材:

A.量程为0~0.6A,内阻为0.5Ω的电流表;

B.量程为0~3A,内阻为0.1Ω的电流表;

C.量程为0~3V,内阻为6kΩ的电压表;

D.量程为0~15V,内阻为30kΩ的电压表;

E.阻值为0~1kΩ,额定电流为0.5A的滑动变阻器;

F.阻值为0~10Ω,额定电流为2A的滑动变阻器;

G.蓄电池6V;

H.开关一个,导线若干.

为了尽可能提高测量精度,且要求电压从0开始测量多组实验数据,电流表应选用________;电压表应选用________;滑动变阻器应选用__________.(只填字母代号)

(3)在答题卡的方框内画出符合要求的实验电路图.

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【题目】下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解,其中正确的是(  )

A. 根据电场强度的定义式可知,电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比

B. 根据电容的定义式可知,电容器的电容与其所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比

C. 根据真空中点电荷的电场强度公式可知,电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关

D. 根据电势差的定义式可知,带电荷量为1 C的正电荷,从A点移动到B点克服电场力做功为1 J,则A、B两点间的电势差为﹣1 V

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【题目】为了探究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图所示的实验装置,其中M为带滑轮的小车的质量,m为沙和沙桶的质量,(滑轮质量不计)

1)实验时,一定要进行的操作是_____

A.用天平测出砂和砂桶的质量。

B.先挂上砂桶但不放砂子,然后将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力。

C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数。

D.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M

E.用砂和砂桶改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是可以更方便地获取多组实验数据。

2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有一个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为_____m/s2(结果保留两位有效数字)。

3)以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度为纵坐标,画出的图a﹣F图象是一条直线,图线与横坐标的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为_____

A2tanθ B Ck D

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【题目】中国科学2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人类揭示物质本源的关键设备,在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用。

如图所示,某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管漂移管组成,相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从K点沿轴线进入加速器并依向右穿过各漂移管,在漂移管内做匀速直线运动,在漂移管间被电场加速,加速电压视为不变。设质子进入漂移管B时速度为8×106 m/s,进入漂移管E时速度为1×107 m/s,电源频率为1×107 Hz,漂移管间缝隙很小,质子在每个管内运动时间视为电源周期的1/2。质子的荷质比取1×108 C/kg。求:

1漂移管B的长度;

2相邻漂移管间的加速电压。

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【题目】如图所示为研究决定平行板电容器电容因素的实验装置.两块相互靠近的等大正对平行金属平板M、N组成电容器,板N固定在绝缘座上并通过导线与静电计中心杆相接,板M和静电计的金属壳都通过导线接地,板M上装有绝缘手柄,可以执手柄控制板M的位置.给电容器充上一定的电荷,静电计指针张开一定角度.

(1)若仅将两极板间的距离增大,则静电计指针的偏角将_______(选填变大”、“不变变小);若仅将M沿平行板面方向移动一段距离以减小两极板间的正对面积,则静电计指针的偏角将______(选填变大”、“不变变小”);若在两板板间插入云母片,且保持其他条件不变,则静电计指针的偏角将____

(选填变大”、“不变变小);若在两极板间插入一块不与两板接触的厚金属板P,且保持其他条件不变,则静电计指针偏角将______(选填变大”、“不变变小),插入后金属板P内部的电场强度大小为_____

(2)从(1)中操作可知本实验探究所采用的科学探究方法是_______

A 理想实验法 B 等效替代法 C控制变量法 D 建立物理模型法

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