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如图所示,水平面内有两根足够长的平行导轨L1、L2,其间距d=0.5m,左端接有容量C=2000μF的电容。质量m=20g的导体棒可在导轨上无摩擦滑动,导体棒和导轨的电阻不计。整个空间存在着垂直导轨所在平面的匀强磁场,磁感应强度B=2T。现用一沿导轨方向向右的恒力F1=0.44N作用于导体棒,使导体棒从静止开始运动,经t时间后到达B处,速度v=5m/s。此时,突然将拉力方向变为沿导轨向左,大小变为F2,又经2t时间后导体棒返回到初始位置A处,整个过程电容器未被击穿。求

(1)导体棒运动到B处时,电容C上的电量;

(2)t的大小;

(3)F2的大小。

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


如图单摆摆长为1m,做简谐运动.C点在悬点O的正下方,D点与C相距为2m,C、D之间是光滑水平面.当摆球A到左侧最大位移处时,小球B从D点以某一速度匀速地向C点运动,A、B二球在C点相遇.求小球B的速度大小?  (*π2=g)

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气垫导轨装置是物理学实验的重要仪器,可以用来“研究匀变速直线运动”、“ 验证机械能守恒定律”、“ 探究动能定理”等。

(1)某学习小组在“研究匀变速直线运动”的实验中,用如图9所示的气垫导轨装置来测小车的加速度,由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L,窄遮光板的宽度为d,窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为t1、t2,则滑块的加速度可以表示为a=____________ (用题中所给物理量表示)。

(2)该学习小组在测出滑块的加速度后,经分析讨论,由于滑块在气垫导轨上运动时空气阻力很小,可忽略,所以可用上述实验装置来验证机械能守恒定律,为验证机械能守恒定律还需测量的物理量是____________ ,机械能守恒的表达式为____________ (用题中所给物理量和测量的物理量表示)。

(3)该学习小组在控制沙桶的质量m远远小于滑块的质量M的前提下,忽略滑块在气垫导轨上运动时所受的阻力,探究动能定理,若由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离s,窄遮光板的宽度为d,窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为T1、T2,滑块在通过两个光电门过程中合外力做功为        ,滑块动能变化为           

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如图,xOy平面的第Ⅱ象限的某一区域有垂直于纸面的匀强磁场B1,磁场磁感应强度B1=1T,磁场区域的边界为矩形,其边分别平行于xy轴。有一质量m=1012kg、带正电q=107C的a粒子从O点以速度v0=105m/s,沿与y轴正向成θ=30°的方向射入第Ⅱ象限,经磁场偏转后,从y轴上的P点垂直于y轴射入第Ⅰ象限,P点纵坐标为yP=3m,y轴右侧和垂直于x轴的虚线左侧间有平行于y轴的匀强电场,a粒子将从虚线与x轴交点Q进入第Ⅳ象限,Q点横坐标m,虚线右侧有垂直纸面向里的匀强磁场B2,其磁感应强度大小仍为1T。不计粒子的重力,求:

(1)磁场B1的方向及a粒子在磁场B1的运动半径r1

(2)矩形磁场B1的最小面积S和电场强度大小E

(3)如在a粒子刚进入磁场B1的同时,有另一带电量为-qb粒子,从y轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,ab粒子将发生迎面正碰,求M点纵坐标yM以及相碰点N的横坐标xN

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如图所示,两条平行的金属导轨相距L=lm,水平部分处在竖直向下的匀强磁场B1中,倾斜部分与水平方向的夹角为37°,处于垂直于斜面的匀强磁场B2中,两部分磁场的大小均为0.5T。 金属棒MN和PQ的质量均为m=0.2kg,电阻分别为RMN=0.5Ω和RPQ=1.5Ω。MN置于水平导轨上,与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.5,PQ置于光滑的倾斜导轨上,两根金属棒均与导轨垂直且接触良好。从t=0时刻起,MN棒在水平外力F1的作用下由静止开始以a=2m/s2的加速度向右做匀加速直线运动,PQ则在平行于斜面方向的力F2作用下保持静止状态。不计导轨的电阻,水平导轨足够长,MN始终在水平导轨上运动。求:

(1)t=5s时,PQ消耗的电功率;

(2)t=0~2.0s时间内通过PQ棒的电荷量;

(3)规定图示F1F2方向作为力的正方向,分别求出F1F2随时间t变化的函数关系;

(4)若改变F1的作用规律,使MN棒的运动速度v与位移s满足关系:,PQ棒仍然静止在倾斜轨道上。求MN棒从静止开始到s=5m的过程中,F1所做的功。

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如图所示,两条平行的金属导轨相距L=lm,水平部分处在竖直向下的匀强磁场B1中,倾斜部分与水平方向的夹角为37°,处于垂直于斜面的匀强磁场B2中,两部分磁场的大小均为0.5T。 金属棒MN和PQ的质量均为m=0.2kg,电阻分别为RMN=0.5Ω和RPQ=1.5Ω。MN置于水平导轨上,与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.5,PQ置于光滑的倾斜导轨上,两根金属棒均与导轨垂直且接触良好。从t=0时刻起,MN棒在水平外力F1的作用下由静止开始以a=2m/s2的加速度向右做匀加速直线运动,PQ则在平行于斜面方向的力F2作用下保持静止状态。不计导轨的电阻,水平导轨足够长,MN始终在水平导轨上运动。求:

(1)t=5s时,PQ消耗的电功率;

(2)t=0~2.0s时间内通过PQ棒的电荷量;

(3)规定图示F1F2方向作为力的正方向,分别求出F1F2随时间t变化的函数关系;

(4)若改变F1的作用规律,使MN棒的运动速度v与位移s满足关系:,PQ棒仍然静止在倾斜轨道上。求MN棒从静止开始到s=5m的过程中,F1所做的功。

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某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机,将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中,以达到节能的目的.某次测试中,汽车以额定功率行驶700 m后关闭发动机,测出了汽车动能Ek与位移x的关系图像如图,其中①是关闭储能装置时的关系图线,②是开启储能装置时的关系图线.已知汽车的质量为1000 kg,设汽车运动过程中所受地面阻力恒定,空气阻力不计,求:

(1)汽车受到地面的阻力和汽车的额定功率P

(2)汽车加速运动500m所用的时间t;

(3)汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能E=?

        

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如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20 m,电阻R=1 W,有一质量为m=1kg的金属棒MN平放在轨道上,与两轨道垂直,金属棒及轨道的电阻可忽略不计,整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=5T,现用拉力F平行轨道方向拉金属棒,使棒做初速为零的匀加速直线运动,加速度a=1m/s2,试求:

(1)第2s末安培力FA的大小;

(2)在虚线方框内画出拉力F随时间t变化的图线(要标出坐标值);

(3)当拉力F=4N时,电路消耗的电功率;

(4)若拉力F的最大值为5N,流过电阻R的最大电流为多大?

 


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如图所示,在直角坐标系的二、三象限内有沿x轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E;在一、四象限内以x=L的直线为理想边界的左右两侧存在垂直于纸面的匀强磁场B1B2, y轴为磁场和电场的理想边界。在x轴上x=L的A点有一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子以速度v沿与x轴负方向成45o的夹角垂直于磁场方向射出。粒子到达y轴时速度方向与y轴刚好垂直。若带点粒子经历在电场和磁场中的运动后刚好能够返回A点(不计粒子的重力)。

(1)判断磁场B1、B2的方向;

(2)计算磁感应强度B1、B2的大小;

(3)求粒子从A点出发到第一次返回A点所用的时间。

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