【題目】如圖所示,水平放置的足夠長平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距離為L,左端接阻值為R的電阻,導(dǎo)軌的電阻不計.一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿ab放在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好,不計摩擦.整個裝置放在豎直向上、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中.ab桿在平行于導(dǎo)軌的水平恒力F(F未知)作用下從靜止開始運動,當(dāng)向右運動距離為d時恰好達到最大速度vm.求:
(1)水平恒力F的大;
(2)向右運動距離為d的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量QR;
(3)當(dāng)向右運動距離為d時突然撤去拉力,撤去拉力后流過金屬桿的總電量為q,求金屬桿繼續(xù)滑行的距離x.
【答案】(1)(2)(3)
【解析】
(1)對導(dǎo)體棒進行受力分析,知道當(dāng)其處于平衡時速度最大,根據(jù)平衡條件進行求解;
(2)對導(dǎo)體棒利用動能定理進行求解,知道克服安培力的功即為產(chǎn)生的熱量;
(3)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和電量公式進行求解即可;
(1)導(dǎo)體棒切割磁感線,產(chǎn)生的電動勢大小為E=BLv
回路中的電流為
導(dǎo)體棒最終平衡,平衡時速度最大為,此時電動勢為,有 F=F安=BIL
求得;
(2)ab桿向右運動距離為d的過程中,根據(jù)動能定理有
又因為:,
得到:;
(3)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律:,則
得到:。
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【題目】如圖,A、C兩點分別位于x軸和y軸上,∠OCA=30°,OA的長度為L。在△OCA區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面向里的勻強磁場。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,以平行于y軸的方向從OA邊射入磁場。已知粒子從某點射入時,恰好垂直于OC邊射出磁場,且粒子在磁場中運動的時間為t0。不計重力。
(1)求磁場的磁感應(yīng)強度的大;
(2)若粒子先后從兩不同點以相同的速度射入磁場,恰好從OC邊上的同一點射出磁場,求該粒子這兩次在磁場中運動的時間之和;
(3)若粒子從某點射入磁場后,其運動軌跡與AC邊相切,且在磁場內(nèi)運動的時間為,求粒子此次入射速度的大小。
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【題目】靜電計是在驗電器的基礎(chǔ)上制成的,用其指針的張角大小來定性顯示其金屬球與外殼之間的電勢差大小,如圖所示,A、B是平行板電容器的兩個金屬板,G為靜電計,開始時,開關(guān)S閉合,靜電計指針張開一定角度,為了使指針張開角度增大些,下列采取的措施可行的是( )
A、斷開開關(guān)S后,將A、B分開些
B、保持開關(guān)S閉合,將A、B兩極板分開些
C、保持開關(guān)S閉合,將A、B兩極板靠近些
D、保持開關(guān)S閉合,將變阻器滑動觸頭向右移動
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【題目】在如圖所示電路中,已知電表均為理想電表,電流表A、電壓表V1、V2的讀數(shù)分別為I、U1和U2,C為電容器.在滑動變阻器的滑片向右滑動一小段距離的過程中,電流表A、電壓表V1、V2讀數(shù)變化量大小分別是ΔI、ΔU1和ΔU2,下列說法中正確的有
A. 電源的內(nèi)阻消耗的電功率變大
B. 燈泡變亮、電容器所帶電量減少
C. 等于外電路總電阻,變小
D. 等于電源的內(nèi)電阻,不變
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【題目】在如圖所示電路中,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時,電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示,電表示數(shù)變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示.下列比值中正確的是( )
A. ,B. ,
C. ,D. ,
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【題目】一帶電平行板電容器被豎直安放,如圖所示,兩板間距d=0.1 m,電勢差U=1000V.現(xiàn)從平行板上A處以vA=3m/s的速度水平向左射入一帶正電小球(已知小球的電荷量q=10-7C,質(zhì)量m=0.02g),經(jīng)一段時間后發(fā)現(xiàn)小球打在A點正下方的B處(g取10 m/s2),
(1)小球離AB板的最遠(yuǎn)距離L是多少。
(2)求A、B間的距離sAB。
(3)求小球到達B點時的動能。
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【題目】如圖所示,豎直面內(nèi)的虛線邊界△AMN為等邊三角形,邊長L=0.6m,水平邊界MN上方是豎直向下的勻強電場,場強E=2×10-4N/C ,P、Q分別是AM和AN的中點,梯形MNQP內(nèi)有磁感應(yīng)強度為B1垂直紙面向里的勻強磁場,△APQ內(nèi)有磁感應(yīng)強度為B2垂直紙面向里的勻強磁場,B2=3B1,△AMN以外區(qū)域有垂直紙面向外,大小是B2的勻強磁場.一帶正電的粒子,比荷,從O點由靜止開始釋放,從邊界MN的中點C進入勻強磁場,OC相距1m,經(jīng)梯形磁場偏轉(zhuǎn)后垂直AN經(jīng)過Q點.(粒子重力不計)求:
(1)粒子到達C點時的速度v;
(2)磁感應(yīng)強度B1的大小;
(3)粒子從O點出發(fā),到再次回到O點經(jīng)歷的時間.
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【題目】如圖所示,在直角坐標(biāo)系xOy內(nèi),有一質(zhì)量為m,電荷量為+q的粒子A從原點O沿y 軸正方向以初速度V0射出,粒子重力忽略不計,現(xiàn)要求該粒子能通過點P(a, -b),可通 過在粒子運動的空間范圍內(nèi)加適當(dāng)?shù)?/span>“場”來實現(xiàn)。
(1) 若只在整個I、II象限內(nèi)加垂直紙面向外的勻強磁場,使粒子A在磁場中作勻速 圓周運動,并能到達P點,求磁感應(yīng)強度B的大小;
(2) 若只在x軸上某點固定一帶負(fù)電的點電荷 Q,使粒子A在Q產(chǎn)生的電場中作勻速圓周運動,并能到達P點,求點電荷Q的電量大;
(3) 若在整個I、II象限內(nèi)加垂直紙面向外的 勻強磁場,并在第IV象限內(nèi)加平行于x軸,沿x軸 正方向的勻強電場,也能使粒子A運動到達P點。如果此過程中粒子A在電、磁場中運動的時間相等,求磁感應(yīng)強度B的大小和電場強度E的大小
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【題目】某同學(xué)用如圖甲所示的裝置驗證機械能守恒定律。實驗器材有:金屬小球,底座,帶有標(biāo)尺的豎直桿,兩套光電計時器和,小球釋放器,小球接收器。
(1)使用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑如圖乙所示,則小球直徑為____________.
(2)該實驗____________測出小球的質(zhì)量(填寫“需要”或“不需要”).
(3)仔細(xì)調(diào)整光電門的位置,使得小球通過光電門時恰好小球中心豎直直徑擋光。某次實驗時測得小球分別經(jīng)過光電門與光電門所用的時間為,從豎直桿上讀出兩光電門間的距離,若小球質(zhì)量為,小球直徑為,重力加速度為。請寫出需要驗證的表達式_____________________.
(4)請寫出一條實驗誤差的來源:____________________________.
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