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题文

如图甲所示,空间存在B ="0." 5T、方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是放在同一水平面内的平行长直导轨,其间距L =" 0.2m" ,R是连在导轨一端的电阻,ab是跨接在导轨上质量m =" 0.1" kg的导体棒,导体棒与轨道间的滑动摩擦系数为=0.2。从零时刻开始,对ab施加一个方向水平向右的恒定拉力F,使其从静止开始沿导轨运动,此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好,图乙是棒的速度一时间关系图象,其中AO是图象在O点的切线,AB是图象的渐近线。(g取10m/s2, 除R以外,其余部分的电阻均不计)求:
(1)恒力F的大小为多少?
(2)当棒的速度达到时,导体棒的加速度大小为多少?
(3)从0到6s这段时间内电阻上产生的热量为Q = 4.3J。求此过程中导体棒运动的位移S为多少?

科目 物理   题型 计算题   难度 中等
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如图所示,在水平面内金属杆ab可在平行金属导轨上无摩擦滑动,金属杆电阻R0=0.5 Ω,长L=0.3 m,导轨一端串接一电阻R=1 Ω,匀强磁场磁感应强度B=2 T,与导轨平面垂直。当ab在水平外力F作用下,以v=5 m/s向右匀速运动过程中,求:

(1)ab杆产生的感应电动势E和ab间的电压U;
(2)所加沿导轨平面的水平外力F的大小;
(3)在2 s时间内电阻R上产生的热量Q。

竖直放置的两块足够长的带电平行金属板间有匀强电场,其电场强度为E,在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为m的带正电小球,当丝线跟竖直方向成θ角小球与板距离为b时,小球恰好平衡,如图所示。(重力加速度为g) 求:

(1)小球带电量q是多少?
(2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间?

如图所示,相距2L的AB、CD两直线间的区域存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场,其中PT上方的电场E1的场强方向竖直向下,PT下方的电场E0的场强方向竖直向上,在电场左边界AB上宽为L的PQ区域内,连续分布着电量为+q、质量为m的粒子。从某时刻起由Q到P点间的带电粒子,依次以相同的初速度v0沿水平方向垂直射入匀强电场E0中,若从Q点射入的粒子,通过PT上的某点R进入匀强电场E1后从CD边上的M点水平射出,其轨迹如图,若MT两点的距离为L/2。不计粒子的重力及它们间的相互作用。试求:

(1)电场强度E0与E1
(2)在PQ间还有许多水平射入电场的粒子通过电场后也能垂直CD边水平射出,这些入射点到P点的距离有什么规律?
(3)有一边长为a、由光滑绝缘壁围成的正方形容器,在其边界正中央开有一小孔S,将其置于CD右侧,若从Q点射入的粒子经AB、CD间的电场从S孔水平射入容器中。欲使粒子在容器中与器壁多次垂直碰撞后仍能从S孔射出(粒子与绝缘壁碰撞时无能量和电量损失),并返回Q点,在容器中现加上一个如图所示的匀强磁场,粒子运动的半径小于a,磁感应强度B的大小还应满足什么条件?

两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面.质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与水平和竖直导轨之间有相同的动摩擦因数μ,导轨电阻不计,回路总电阻为2R,整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中.当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时,cd杆也正好以某一速度向下做匀速运动,设运动过程中金属细杆ab、cd与导轨接触良好,重力加速度为g,求:

(1)ab杆匀速运动的速度v1
(2)ab杆所受拉力F;
(3)ab杆以v1匀速运动时,cd杆以v2(v2已知)匀速运动,则在cd杆向下运动过程中,整个回路中产生的焦耳热.

如图(a)所示,木板OA可绕轴O在竖直平面内转动,某研究小组利用此装置探索物块在方向始终平行于斜面、大小为F=8N的力作用下加速度与斜面倾角的关系。已知物块的质量m=1kg,通过DIS实验,得到如图(b)所示的加速度与斜面倾角的关系图线。若物块与木板间的动摩擦因数为0.2,假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力,g取10m/s2。试问:

(1)图(b)中图线与纵坐标交点ao多大?
(2)图(b)中图线与θ轴交点坐标分别为θ1和θ2,木板处于该两个角度时的摩擦力指向何方?说明在斜面倾角处于θ1和θ2之间时物块的运动状态。
(3)θ1为多大?
(4)如果木板长L=2m,倾角为37°,物块在F的作用下由O点开始运动,为保证物块不冲出木板顶端,力F最多作用多长时间?(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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