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题文

如图所示,竖直放置的两平行带电金属板间的匀强电场中有一根质量为m的均匀绝缘杆,上端可绕轴O在竖直平面内转动,下端固定一个不计重力的点电荷A,带电量+q。当板间电压为U1时,杆静止在与竖直方向成=45°的位置;若平行板以M、N为轴同时顺时针旋转=15°的角,而仍要杆静止在原位置上,则板间电压应变为U2。求:U1/U2的比值。

某同学是这样分析求解的:
两种情况中,都有力矩平衡的关系。设杆长为L,两板间距为d,当平行板旋转后,电场力就由变为,电场力对轴O的力臂也发生相应的改变,但电场力对轴O的力矩没有改变。只要列出两种情况下的力矩平衡方程,就可求解了。
你觉得他的分析是否正确?如果认为是正确的,请继续解答;如果认为有错误之处,请说明理由并进行解答。

科目 物理   题型 计算题   难度 较难
知识点: 观察电容器的充、放电现象 力矩的平衡条件
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汽车以20m/s的速度作匀速直线运动,见前面有障碍物,立即刹车,刹车后的加速度大小是4m/s2,则:
(1)汽车经过多长时间可以停下来?
(2)刹车后6s内,汽车的位移是多少?

一物体在高空中做自由落体运动,取g=10m/s2,则:
(1)物体在第1秒末的瞬时速度为 m/s;
(2)2秒内的位移为 m;
(3)前2秒内的平均速度为 m/s。

如图甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上,间距L=0.2m,一端通过导线与阻值为R=1Ω的电阻连接;导轨上放一质量为m=0.5kg的金属杆,金属杆与导轨的电阻均忽略不计.整个装置处于竖直向上的大小为B=0.5T的匀强磁场中.现用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上,金属杆运动的v-t图象如图乙所示.(取重力加速度g=10m/s2)求:

(1)t=10s时拉力的大小及电路的发热功率;
(2)在0~10s内,通过电阻R上的电量;

如图所示,一宽度为L的光滑金属导轨放置于竖直平面内,质量为m的金属棒ab沿金属导轨由静止开始保持水平自由下落,进入高h、方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场区域。设金属棒与金属导轨始终保持良好接触,ab棒穿出磁场前已开始做匀速运动,且ab棒穿出磁场时的速度为进入磁场时速度的。已知ab棒最初距磁场上边界的距离为4h,定值电阻的阻值为R,棒及金属导轨电阻忽略不计,重力加速度为g。求:

(1)ab棒刚进入磁场时通过电阻R的电流;
(2)在此过程中电阻R产生的热量Q的大小;
(3)金属棒穿出磁场时电阻R消耗的功率大小。

如图所示,边长L=0.20m的正方形导线框ABCD由粗细均匀的同种材料制成,正方形导线框每边的电阻R0=1.0Ω,金属棒MN与正方形导线框的对角线长度恰好相等,金属棒MN的电阻r=0.20Ω.导线框放置在匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.50T,方向垂直导线框所在平面向里.金属棒MN与导线框接触良好,且与导线框对角线BD垂直放置在导线框上,金属棒上的中点始终在BD连线上.若金属棒以v=4.0m/s的速度向右匀速运动,当金属棒运动至AC位置时,求:

(1)金属棒产生的电动势大小;
(2)金属棒MN上通过的电流大小和方向;
(3)导线框消耗的电功率.

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