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【题目】如图所示,两根足够长的平行光滑金属轨道MNPQ固定在水平面内,相距为l,导轨左端接一电容器,电容器的电容为C,有一质量为m,长也为l的金属杆,搁置在两根金属导轨上,与导轨垂直且接触良好,整个装置处于竖直的匀强磁场中,磁感应强度为B,设磁场区域无限大,框架无限长,导轨和金属杆电阻不计,导轨与棒间的动摩擦因素为μ。现金属棒在恒定外力F作用下,从静止开始运动,求金属棒的速度大小随时间变化的关系。

【答案】

【解析】

导体棒由静止加速滑动,电容器所带电荷量不断增加,电路中将形成充电电流,导体棒在重力和安培力作用下运动。设某时刻棒的速度为v,则感应电动势为

电容器所带电荷量为

再经过很短一段时间Δt,电容器两端电压的增量和电荷量的增量分别为

流过导体棒的电流

导体棒受到的安培力

f1=BIl=CB2l2a

金属棒所受到的摩擦力

f2=μmg

由牛顿第二定律得

F-f1-f2=ma

联立以上各式解得

显然金属棒做匀加速直线运动,所以金属棒的速度大小随时间变化的关系为

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,一冰壶以速度v垂直进入三个完全相同的矩形区域做匀减速直线运动,且刚要离开第三个矩形区域时速度恰好为零,则冰壶依次进入每个矩形区域时的速度之比和穿过每个矩形区域所用的时间之比分别是(  )

A.v1v2v33∶2∶1

B.v1v2v3∶1

C.t1t2t31∶

D.t1t2t3()∶(1)∶1

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】三根通电长直导线平行放置,其截面构成等边三角形,O点为三角形的中心,通过三根直导线的电流大小分别用小I1I2I3表示,电流方向如图所示.I1=I2=I3=I时,O点的磁感应强度大小为B,通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小跟电流成正比,则下列说法正确的是(

A.I1=3II2=I3=I时,O点的磁感应强度大小为2B

B.I1=3II2=I3=I时,O点的磁感应强度大小为3B

C.I2=3II1=I3=I时,O点的磁感应强度大小为B

D.I3=3II1=I2=I时,O点的磁感应强度大小为B

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,AB是等量异号电荷连线上的两点,ABCD是关于两电荷连线的垂直平分线对称的矩形,OE是垂直平分线与ABCD的两个交点,在E点放置一个与M点相同的电荷,则下列说法中正确的是(

A.O点的场强数值最大,方向竖直向上

B.O点的电势大于零,且一定最高

C.将一负点电荷由A点移到B点电势能减小

D.把一正点电荷沿着CBOAD的路径移动时,电场力做负功

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,在以R0为半径,O为圆心的圆形区域内存在磁场,直径MN左侧区域存在一匀强磁场,方向垂直于纸面向外,磁感应强度大小为B1MN右侧区域也存在一匀强磁场,方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B2,有一质量为m,电荷量为+q的带电粒子(不计重力)沿垂直于MN的方向从P点射入磁场,通过磁场区域后自Q点离开磁场,离开磁场时其运动方向仍垂直于MN。已知OPMN的夹角为θ1OQMN的夹角为θ2,粒子在左侧区域磁场中的运动时间为t1,粒子在右侧区域磁场中的运动时间为t2,则下列说法正确的是(

A.B.

C.D.

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【题目】如图所示,一足够长的木板的左端固定,右端的高度可调节。若开始时一物块恰好沿木板匀速下滑,下列方法中能使物块停下的是(

A.增大木板的倾角

B.对物块施加一个竖直向下的力

C.对物块施加一个垂直于木板向下的力

D.在物块上叠放一个重物(与物块具有相同的初速度)

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【题目】合成与分解是物理常用的一种研究问题的方法,如研究复杂的运动就可以将其分解成两个简单的运动来研究。请应用所学物理知识与方法,思考并解决以下问题。

1)如图1所示,将一小球以某速度从坐标轴原点O水平抛出,两束平行光分别沿着与坐标轴平行的方向照射小球,在两个坐标轴上留下了小球的两个“影子”,影子的位移和速度描述了小球在xy两个方向的运动。不计空气阻力的影响。则:水平方向的“影子”做什么运动;竖直方向的“影子”做什么运动?

2)如图2所示,把一个有孔的小球A装在轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定,小球在沿水平x轴的光滑杆上,能够在杆上自由滑动。把小球沿x轴拉开一段距离,小球将做振幅为R的振动,O为振动的平衡位置。另一小球B在竖直平面内以O为圆心,在电动机的带动下,沿顺时针方向做半为径R的匀速圆周运动。OO′在同一竖直线上。用竖直向下的平行光照射小球B,适当调整B的转速,可以观察到,小球Bx方向上的“影子”和小球A在任何瞬间都重合。已知弹簧劲度系数为k,小球A的质量为m,弹簧的弹性势能表达式为,其中k是弹簧的劲度系数,x是弹簧的形变量。请结合以上实验,完成:

a.求小球B的线速度大小?

b.推导出小球A的周期表达式为

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【题目】如图所示,在直角坐标系xOy的第一、四象限内,在边界MNy轴之间有垂直于坐标平面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,边界MN右侧有沿x轴正向的匀强电场,电场强度大小为EMNP点的坐标为(a0),MNx轴正向的夹角θ=45°,一个质量为m,电荷量为q的带负电的粒子从坐标原点沿y轴正向射入磁场,不计粒子的重力,,求:

(1)要使粒子不进入电场,粒子进入磁场的最大速度为多少;

(2)若粒子从P点进入电场,则粒子在电场中运动的时间为多少;

(3)若粒子刚好垂直MN进入电场,且将电场反向,则粒子在电场中运动时经过x轴的位置坐标。

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【题目】用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示。

(1)某同学以线状白炽灯为光源,对实验装置进行调节并观察了实验现象后,总结出以下几点:

A.灯丝与单缝和双缝必须平行放置

B.干涉条纹与双缝垂直

C.干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关

D.干涉条纹的间距与光的波长有关

以上几点中,你认为正确的是_____

(2)用带有游标卡尺的测量头测量相邻两条亮条纹间的距离Δx。转动测量头的手轮,使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹(将这一条纹确定为第1亮条纹)的中心,此时游标卡尺上的示数如图丙所示,再转动测量头的手轮,使分划板的中心刻线对齐第5条亮条纹的中心,此时游标卡尺上的示数情况如图丁所示,则图丁的示数x2=_____mm。如果实验所用双缝之间的距离d=0.20mm,双缝到屏的距离L=60cm。根据以上数据可得出光的波长λ=_____(保留1位小数)nm

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