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(17分)如图甲所示,MN、PQ是相距d="l" m的足够长平行光滑金属导轨,导轨平面与水平面成某一夹角,导轨电阻不计;长也为1m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,ab的质量m=0.1 kg、电阻R="l" Ω; MN、PQ的上端连接右侧电路,电路中R2为一电阻箱;已知灯泡电阻RL="3" Ω,定值电阻R1="7" Ω,调节电阻箱使R2 ="6" Ω,量力加速度g="10" m/s2。现断开开关S,在t=0时刻由静止释放ab,在t=0.5 s时刻闭合S,同时加上分布于整个导轨所在区域的匀强磁场,磁场方向垂直于导轨平面斜向上;图乙所示为ab的速度随时间变化图像。

(1)求斜面倾角a及磁感应强度B的大小;
(2)ab由静止下滑x=50 m(此前已达到最大速度)的过程中,求整个电路产生的电热;
(3)若只改变电阻箱R2的值。当R2为何值时,ab匀速下滑中R2消耗的功率最大?消耗的最大功率为多少?
(1)  ;1T  (2)28.2J  (3)0.27W

试题分析:(1)S断开时,ab做匀加速直线运动,从图乙得
由牛顿第二定律有  所以有  即
t=0.5s时,S闭合且加了磁场,分析可知,此后ab将先做加速度减小的加速运动,当速度达到最大() 后接着做匀速运动。匀速运动时,由平衡条件知   又     
  联立以上四式有  
代入数据解得
(2)由能量转化关系有 代入数据解得J
(3)改变电阻箱R2的值后,ab匀速下滑时有 所以
通过R2的电流为   R2的功率为  
联立以上三式可得    当时,即,功率最大,所以W...
练习册系列答案
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某物理兴趣小组在一次探究活动中,想测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。实验装置如图所示,一端装有定滑轮的表面粗糙的长木板固定在水平实验台上,木板上有一滑块;滑块左端与穿过打点计时器限位孔的纸带相连,右端固定一个轻小动滑轮;钩码和弹簧测力计通过绕在滑轮上的水平轻绳相连。放开钩码,滑块在长木板上做匀加速直线运动。

实验时滑块加速运动,读出弹簧测力计的示数F,处理纸带,得到滑块运动的加速度a;改变钩码个数,重复实验;以弹簧测力计的示数F为纵轴,加速度a为横轴,得到的图象是一条斜率为k、纵轴截距为b的倾斜直线,如图所示。已知重力加速度为g,忽略滑轮与绳之间的摩擦,则滑块的质量M=         ;滑块和长木板之间的动摩擦因数μ=       

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如图所示,一轻质弹簧的一端系一质量为m的小球,另一端固定在倾角为370的光滑斜面体顶端,弹簧与斜面平行。在斜面体以大小为g的加速度水平向左做匀加速直线运动的过程中,小球始终相对于斜面静止。已知弹簧的劲度系数为k,则该过程中弹簧的形变量为(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8)
A.0.2mg/kB.0.4mg/k C.mg/k D.0.6mg/k

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连,下端与另一质量为M的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态.现将木板沿水平方向快速抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为a1、a2,重力加速度大小为g.则有(  )
A.a1=0,a2=gB.a1=g,a2=g
C.a1=0,a2gD.a1=g,a2g

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,质量为mA=2kg的平板车A静止在水平地面上,车长d =5m。物块B静止在平板车左端,在物块B正前方某处。有一小球C,球C通过长l = 0.32m的细绳与固定点O相连,球C恰好与物块B等高,且C始终不与平板车A接触。在t = 0时刻,平板车A突然获得水平初速度v0开始向左运动,后来某一时刻物块B与球C发生弹性碰撞,碰后球C恰好能绕O点在竖直平面内作圆周运动。若B、C可视为质点,mB=mC= 1kg,物块B与平板车A、平板车A与地面之间的动摩擦因数均为µ=0.2,g取10m/s2,求:
(1)B、C碰撞瞬间,细绳拉力的大小?
(2)B、C碰撞前瞬间物块B的速度大小。
(3)若B、C碰撞时,物块B在平板车的中间位置,且t0=1.5s时平板车A的速度变为v1 =5m/s,则
物块B是在加速阶段还是减速阶段与球C相碰撞?小车的初速度v0多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(16分)如图所示,MN、PQ是两根足够长的光滑平行金属导轨,导轨间距为d,导轨所在平面与水平面成θ角,M、P间接阻值为R的电阻。匀强磁场的方向与导轨所在平面垂直,磁感应强度大小为B。质量为m、阻值为r的金属棒放在两导轨上,在平行于导轨的拉力作用下,以速度v匀速向上运动。已知金属棒与导轨始终垂直并且保持良好接触,重力加速度为g。求:

(1)金属棒产生的感应电动势E;
(2)通过电阻R电流I;
(3)拉力F的大小。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

在电场方向水平向右的匀强电场中,一带电小球从A点竖直向上抛出,其运动的轨迹如图所示,小球运动轨迹上的A、B两点在同一水平线上, M为轨迹的最高点.小球抛出时的动能为8.0J,在M点的动能为6.0J,不计空气的阻力。求:

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(2)圆环A能够达到的最大速度为多大?

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