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(18分)
如图甲,电阻不计的轨道MON与PRQ平行放置,ON及RQ与水平面的倾角=53°,MO及PR部分的匀强磁场竖直向下,ON及RQ部分的磁场平行轨道向下,磁场的磁感应强度大小相同,两根相同的导体棒ab和cd分别放置在导轨上,与导轨垂直并始终接触良好。棒的质量m=1.0kg,R=1.0,长度与导轨间距相同,L=1.0m,棒与导轨间动摩擦因数=0.5,现对ab棒施加一个方向向右,大力随乙图规律变化的力F的作用,同时由静止释放cd棒,则ab棒做初速度为零的匀加速直线运动,g取10m/s2,求

(1)ab棒的加速度大小;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)若已知在前2s内外力做功W=30J,求这一过程中电路产生的焦耳热;
(4)求cd棒达到最大速度所需的时间.

科目 物理   题型 计算题   难度 中等
知识点: 电火花计时器、电磁打点计时器
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如图所示,水平地面上放有质量均为m="1" kg刚物块A和B,两者之间的距离为l=0.75m。A、B与地面的动摩擦因数分别为=0.4、=0.1。现使A获得初速度v0向B运动,同时对B施加一个方向水平向右的力F= 3N,使B由静止开始运动。经过一段时间,A恰好追上B。g取10m/s2。求:

(1)B运动加速度的大小
(2)A初速度的大小v0;
(3)从开始运动到A追上B的过程中,力F对B所做的功

如图所示,在坐标系xOy内有一半径为a的圆形区域,圆心坐标为(0,a),圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场。在直线y=a的上方和直线x=2a的的左侧区域内,有一沿着y轴负方向的匀强电场,场强大小为E。一质量为m、电荷量为+q(q>0)的粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入,当速度方向沿x轴正方向时,粒子恰好从点正上方的A点射出磁场,不计粒子重力。

(1)求磁感应强度B的大小;
(2)若粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入第一象限,当速度方向与x轴正方向的夹角θ="30" º时,画出粒子在磁场中的运动轨迹,并求粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间t。

如图所示,装置ABCDE固定在水平地面上,AB段为倾角θ=53º的斜面,BC段为半径R=2m的圆弧轨道,两者相切于B点,A点离地面的高度为H=4m。一质量为m=1kg的小球从A点由静止释放后沿着斜面AB下滑,当进入圆弧轨道BC时,由于BC段是用特殊材料制成的,导致小球在BC段运动的速率保持不变。最后,小球从最低点C水平抛出,落地速率为v=7m/s。已知小球与斜面AB之间的动摩擦因素μ=0.5,重力加速度g=10m/s2,sin53º=0.8,cos53º=0.6,不计空气阻力,求

(1)小球从B点运动到C点克服阻力所做的功;
(2)B点到水平地面的高度;
(3)小球运动到C点时的速度值。

如图所示,是两根电阻不计的光滑金属导轨,其所在平面与水平面之间的夹角为60°,将两导轨用开关S连接,在两导轨间有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度为B,可在导轨上自由滑动的金属棒长为L、质量为m、电阻为R,导轨及连线电阻不计,设导轨足够长,则:

(1)先将开关S断开,金属棒由静止开始释放后,经过多长时间接通S,将做匀速运动?
(2)若先将开关S闭合,将金属棒由静止开始释放,在运动过程中上的最大热功率为多大?

一磁感强度为的有界匀强磁场区域如图甲所示,质量为m,电阻为R的矩形线圈abcd边长分别为L和2L,线圈一半在磁场内,一半在磁场外.从时刻磁场的磁感应强度开始均匀减小,线圈中产生感应电流,在磁场力作用下运动,其运动的图象如图乙所示,图中斜向虚线为过0点速度曲线的切线,数据由图中给出.不考虑重力影响:求:

⑴ 线圈中感应电流的方向
⑵ 线圈的最大加速度
⑶ 磁场中磁感应强度的变化率
⑷ t3时刻回路的电功率P.

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