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(17分)如图所示,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为l,左侧接一阻值为R的电阻.区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为s.一质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v为金属棒速度)的水平外力作用,从磁场的左边界由静止开始运动,测得电阻两端电压随时间均匀增大.(已知:l=1 m,m=1 kg,R=0.3 Ω,r=0.2 Ω,s=1 m)

(1)分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足vv0x,且棒在运动到ef处时恰好静止,则外力F作用的时间为多少?
(4)若在棒未出磁场区域时撤出外力,画出棒在整个运动过程中速度随位移变化所对应的各种可能的图线.

科目 物理   题型 计算题   难度 较难
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已知铜的摩尔质量M =6.4×10-2 kg/mol,铜的密度 =8.9×103kg/m3,阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1.试估算:(计算结果保留2位有效数字)
⑴一个铜原子的质量.
⑵若每个铜原子可提供两个自由电子,则3.0×10-5m3的铜导体中有多少个自由电子?

如图所示,正方形导线框ABCD每边长L=0.2m,线框电阻R=0.1Ω,质量m=0.1kg。物体M的质量为0.3kg。匀强有界磁场高也为L=0.2m,B=0.5T。物体M放在光滑斜面上,斜面倾角为30°。物体从静止开始下滑,当线框AD边进入磁场时,恰好开始做匀速运动。求:(g取10m/s2

(1)线框做匀速运动的速度大小;
(2)线框做匀速运动过程中,物体M对线框做的功;
(3)线框做匀速运动过程中,若与外界无热交换,线框内能的增量。

发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户,如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器。如图所示

(1)若发电机的输出功率是 100 kW,输出电压是250 V,升压变压器的原、副线圈的匝数比为 1∶25,求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流;
(2)若输电导线中的电功率损失为输入功率的 4%,求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压。

在如图所示的装置中,两个光滑的定滑轮的半径很小,表面粗糙的斜面固定在地面上,斜面的倾角为θ=30°,用一根跨过定滑轮的细绳连接甲、乙两物体,把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行,把乙物体悬在空中,并使悬线拉直且偏离竖直方向α=60°.现同时释放甲、乙两物体,乙物体将在竖直平面内振动,当乙物体运动经过最高点和最低点时,甲物体在斜面上均恰好未滑动.已知乙物体的质量为m="1" kg,若取重力加速度g="10" m/s2.求甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静摩擦力.

一滑块(可视为质点)经水平轨道AB进入竖直平面内的四分之一圆弧形轨道BC.已知滑块的质量m="0.50" kg,滑块经过A点时的速度vA="5.0" m/s,AB长x="4.5" m,滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.10,圆弧形轨道的半径R="0.50" m,滑块离开C点后竖直上升的最大高度h="0.10" m.取g="10" m/s2.求:

(1)滑块第一次经过B点时速度的大小;
(2)滑块刚刚滑上圆弧形轨道时,对轨道上B点压力的大小;
(3)滑块在从B运动到C的过程中克服摩擦力所做的功.

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