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【題目】如圖所示,兩光滑的平行金屬導(dǎo)軌間距為L=0.5 m,與水平面成θ=30°角。區(qū)域ABCD、CDFE內(nèi)分別有寬度為d=0.2 m垂直導(dǎo)軌平面向上和向下的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B=0.6 T。細(xì)金屬棒P1、P2質(zhì)量均為m=0.1 kg,電阻均為r=0.3 Ω,用長為d的輕質(zhì)絕緣細(xì)桿垂直P1、P2將其固定,并使P1、P2垂直導(dǎo)軌放置在導(dǎo)軌平面上與其接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。用平行于導(dǎo)軌的拉力F將P1、P2以恒定速度v=2 m/s向上穿過兩磁場區(qū)域,g取10 m/s2。求:
(1)金屬棒P1在ABCD磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí),拉力F的大。
(2)從金屬棒P1進(jìn)入磁場到P2離開磁場的過程中,拉力F的最大功率;
(3)從金屬棒P1進(jìn)入磁場到P2離開磁場的過程中,電路中產(chǎn)生的熱量。
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【題目】如圖所示,一根直桿與水平面成θ=37°角,桿上套有一個(gè)小滑塊,桿底端N處有一彈性擋板,板面與桿垂直. 現(xiàn)將物塊拉到M點(diǎn)由靜止釋放,物塊與擋板碰撞后以原速率彈回.已知M、N兩點(diǎn)間的距離d=0.5m,滑塊與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,g=10m/s2.取sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1) 滑塊第一次下滑的時(shí)間t;
(2) 滑塊與擋板第一次碰撞后上滑的最大距離x;
(3) 滑塊在直桿上滑過的總路程s.
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【題目】如圖,互相垂直的兩根光滑足夠長金屬軌道POQ固定在水平面內(nèi),電阻不計(jì)。軌道內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場。一根質(zhì)量為m、單位長度電阻值為r0的長金屬桿MN與軌道成45°位置放置在軌道上。以O位置為坐標(biāo)原點(diǎn),t=0時(shí)刻起,桿MN在水平向右外力作用下,從O點(diǎn)沿x軸以速度v0勻速向右運(yùn)動(dòng)。求:
(1)t時(shí)刻MN中電流I的大小和方向;
(2)t時(shí)間內(nèi),MN上產(chǎn)生的熱量Q;
(3)若桿MN從O點(diǎn)由靜止起以大小為a的加速度先做勻加速運(yùn)動(dòng),速度達(dá)到v0后再做勻速直線運(yùn)動(dòng)。寫出外力F與時(shí)間t關(guān)系的表達(dá)式,并定性畫出F―t關(guān)系圖。
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【題目】如圖甲所示,在直角坐標(biāo)系中的0≤x≤L區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場,右側(cè)有以點(diǎn)(2L,0)為圓心、半徑為L的圓形區(qū)域,與x軸的交點(diǎn)分別為M、N,在xOy平面內(nèi),從電離室產(chǎn)生的質(zhì)量為m,帶電量為e的電子以幾乎為零的初速度從P點(diǎn)飄入電勢差為U的加速電場中,加速后經(jīng)過右側(cè)極板上的小孔Q點(diǎn)沿x軸正方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場,已知O、Q兩點(diǎn)之間的距離為,飛出電場后從M點(diǎn)進(jìn)入圓形區(qū)域,不考慮電子所受的重力。
(1)求0≤x≤L區(qū)域內(nèi)電場強(qiáng)度E的大小和電子從M點(diǎn)進(jìn)入圓形區(qū)域時(shí)的速度vM;
(2)若圓形區(qū)域內(nèi)加一個(gè)垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場,使電子穿出圓形區(qū)域時(shí)速度方向垂直于x軸,求所加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和電子在圓形區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t。
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【題目】如圖所示,在豎直平面(紙面)內(nèi)有一直角坐標(biāo)系xOy,水平軸x下方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,第三象限有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,第四象限存在另一勻強(qiáng)電場(圖中未畫出);光滑絕緣的固定不帶電細(xì)桿PQ交x軸于M點(diǎn),細(xì)桿PQ與x軸的夾角θ=30°,桿的末端在y軸Q點(diǎn)處,PM兩點(diǎn)間的距離為L。一套在桿上的質(zhì)量為2m、電荷量為q的帶正電小環(huán)b恰好靜止在M點(diǎn),另一質(zhì)量為m、不帶電絕緣小環(huán)a套在桿上并由P點(diǎn)靜止釋放,與b瞬間碰撞后反彈,反彈后到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)被鎖定,鎖定點(diǎn)與M點(diǎn)的距離為,b沿桿下滑過程中始終與桿之間無作用力,b進(jìn)入第四象限后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),而后通過x軸上的N點(diǎn),且OM=ON。已知重力加速度大小為g,求:
(1)碰后b的速度大小υ以及a、b碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能△E;
(2)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B;
(3)b離開桿后經(jīng)過多長時(shí)間會(huì)通過x軸。
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【題目】(1) 在“探究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,甲同學(xué)利用圖(a)中的力傳感器測出細(xì)線的拉力,通過改變鉤碼的個(gè)數(shù)改變細(xì)線拉力.
①甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中,________(選填“需要”或“不需要”)滿足“小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量”這一條件.
②甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中,若沒有進(jìn)行平衡摩擦力的操作,則由實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖象可能是圖(b)中的________(選填“A”“B”或“C”).
(2) 乙同學(xué)也采用圖(a)所示的裝置進(jìn)行了“探究功和小車速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),步驟如下:
①按圖(a)把實(shí)驗(yàn)器材安裝好;
②先接通電源,后放開小車,電火花計(jì)時(shí)器在被小車帶動(dòng)的紙帶上打下一系列點(diǎn). 從某點(diǎn)A開始,此后在紙帶上每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),依次標(biāo)為B、C、…;
③測量出B、C、…各點(diǎn)與A點(diǎn)的距離,分別記為x1、x2、…;
④求出B、C、…各點(diǎn)的速度大小,分別記為v1、v2、…,再求出它們的平方v、v、…;
⑤用力傳感器的示數(shù)F分別乘以x1、x2、…,得到所做的功W1、W2、…;
⑥用速度的平方v2為縱坐標(biāo),力F所做的功W為橫坐標(biāo),并在v2W中描出相應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),得到圖線如圖(c)所示.上述實(shí)驗(yàn)操作中,有明顯的疏漏是________;
正確操作后畫出圖(c),由圖可知:打A點(diǎn)時(shí)小車的速度vA=________m/s;小車的質(zhì)量M=________kg.(結(jié)果保留兩位小數(shù))
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【題目】如圖所示,是一傳送裝置,其中AB段粗糙,AB段長為L=1 m,動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5;BC、DEN段均可視為光滑,DEN是半徑為r=0.5 m的半圓形軌道,其直徑DN沿豎直方向,C位于DN豎直線上,CD間的距離恰能讓小球自由通過。其中N點(diǎn)又與足夠長的水平傳送帶的右端平滑對接,傳送帶以3m/s的速率沿順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng),小球與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)也為0.5。左端豎直墻上固定有一輕質(zhì)彈簧,現(xiàn)用一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球壓縮彈簧至A點(diǎn)后由靜止釋放(小球和彈簧不粘連),小球剛好能沿圓弧DEN軌道滑下,而始終不脫離軌道。已知小球質(zhì)量m=0.2 kg ,重力加速度g 取10m/s2。試求:
(1)彈簧壓縮至A點(diǎn)時(shí)所具有的彈性勢能;
(2)小球第一次在傳送帶上滑動(dòng)的過程中,在傳送帶上留下的痕跡為多長?
(3) 小球第一次在傳送帶上滑動(dòng)的過程中,小球與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量和電動(dòng)機(jī)多消耗的電能?
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【題目】在“研究磁通量變化時(shí)感應(yīng)電流的方向”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)先觀察檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與__________方向的對應(yīng)關(guān)系,查明線圈中導(dǎo)線的繞向,以便從指針的偏轉(zhuǎn)方向確定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向;
(2)下表為某同學(xué)記錄的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:
①實(shí)驗(yàn)1、3得出的結(jié)論:穿過閉合回路的磁通量_________時(shí),感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向____;
②實(shí)驗(yàn)2、4得出的結(jié)論:穿過閉合回路的磁通量____________時(shí),感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向____;
③由實(shí)驗(yàn)1、2、3、4得出的結(jié)論是____________________________________。
(3)本實(shí)驗(yàn)涉及的物理規(guī)律在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用有_____________。(舉一例)
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【題目】一物體放在傾角為θ且足夠長的光滑斜面上,初始位置如圖甲所示,在平行于斜面的力F的作用下由靜止開始沿斜面運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中物體的機(jī)械能E隨位置x的變化關(guān)系如圖乙所示.其中0~x1過程的圖線是曲線,x1~x2過程的圖線是平行于x軸的直線,x2~x3過程的圖線是傾斜的直線,則下列說法正確的是( )
A. 在0~x1的過程中,力F逐漸變大
B. 在0~x1的過程中,物體的加速度逐漸增大
C. 在x1~x2的過程中,物體的動(dòng)能越來越大
D. 在0~x3的過程中,物體的速度方向先向上再向下
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【題目】某同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,測定物塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù).物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng),重物落地后,物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上(尚未到達(dá)滑輪處).從紙帶上便于測量的點(diǎn)開始,每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),按照打點(diǎn)先后順序進(jìn)行標(biāo)記計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3…,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50 Hz.
(1)通過分析紙帶數(shù)據(jù),可判斷物塊在兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)___________和__________之間某時(shí)刻重物落地.
(2)重物落地后,物塊加速度的大小約為a=________m/s2(保留3位有效數(shù)字).
(3)物塊和水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=________(保留1位小數(shù)).
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