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【题目】如图所示,倾角为=30°的足够长的光滑绝缘斜面上存在宽度均为L=0.2m的匀强电场和匀强磁场区域,电场方向平行斜面向上,磁场方向垂直斜面向下,磁感应强度大小B=0.5T。电场的下边界与磁场的上边界相距也为L。电荷量q=2.5×10-4C的带正电小球(视为质点)通过长度为3.5L的绝缘轻杆与边长为L、电阻R=0.02的正方形线框相连,形成质量m=0.10kg的“”型装置,开始时,线框下边与磁场的上边界重合,现将该装置由静止释放,当线框下边刚离开磁场时恰好做匀速运动;当小球刚要运动到电场的下边界时恰好返回。装置在运动过程中空气阻力不计,求:

(1)线框下边刚离开磁场时做匀速运动的速度大小;

(2)线框从静止释放到线框上边离开磁场所需要的时间;

(3)匀强电场的电场强度大小;

(4)从静止释放经足够长时间后,线框内产生的总热量。

【答案】(1)1m/s(2)0.6s(3)4×103N/C(4)0.2J

【解析】

(1)设线框下边刚离开磁场时做匀速运动的速度大小为v0,根据平衡条件可得

Mgsinθ=BIL

其中

解得

v0=1m/s

(2)根据动量定理可得

mgsinθt-BILt=mv0

其中

联立解得

t=0.6s

(3)从线框刚离开磁场到小球刚运动到电场的下边界的过程中,根据动能定理可得:

解得电场强度

E=4×103N/C

(4)设经过足够长的时间线框最终不会进入磁场,即运动到最高点时线框的上边与磁场的下边重合,小球做上下的往复运动;

mgsinθ2L=Q

解得

Q=0.2J

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图1所示,一小车放于平直木板上(木板一端固定一个定滑轮),木板被垫高一定角度θ,该角度下,小车恰能做匀速直线运动(假设小车所受摩擦力与小车对木板的正压力成正比,比例系数为μ),小车总质量为M

(1)请推导θμ应满足的定量关系;并分析说明若增大小车质量,仍使小车做匀速直线运动,角度θ是否需要重新调整;

(2)如图2所示,将小车上栓一根质量不计,且不可伸长的细绳,细绳通过滑轮(滑轮与细绳之间摩擦不计)下挂一个砝码盘(内放砝码),在木板上某位置静止释放小车后,小车做匀加速直线运动。已知砝码盘及砝码的总质量为m,求:当m=M,小车所受细绳拉力与砝码盘及砝码总重力的比值。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图甲所示,倾角为θ的粗糙斜面体固定在水平面上,质量为m=1kg的小木块以初速度为v0=10m/s沿斜面上滑,若从此时开始计时,整个过程中小木块速度的平方随路程变化的关系图像如图乙所示,则下列判断正确的是(  )

A.斜面倾角θ=37°

B.全程小木块做匀减速运动

C.小木块与斜面间的动摩擦因数为0.5

D.t=1s时刻,摩擦力方向发生变化

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,倾角为θ=37°、足够长的斜面体固定在水平地面上,小木块在沿斜面向上的恒定外力F作用下,从斜面上的A点由静止开始向上作匀加速运动,前进了4.0m抵达B点时,速度为8m/s.已知木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,木块质量m=1kg.(g=10m/s2sin37°≈0.6,cos37°≈0.8).

(1)木块所受的外力F多大?

(2)若在木块到达B点时撤去外力F,求木块还能沿斜面上滑的距离S和返回B点的速度.

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【题目】疫情之下,无人机已成为战疫“超级神器”,人们可利用它搭载扩音器进行空中防控宣传。如图所示,某品牌无人机质量m=10kg(搭载的扩音器质量可忽略),从地面竖直升空,先加速到v=3m/s,之后立即减速,最后悬停在距地面h=3m的高度。若无人机在运动过程中受到的空气阻力大小恒为f=10N,且加速减速阶段均可看成匀变速直线运动,整个运动过程中无人机始终能保持水平状态,求:

(1)若上升过程中,加速和减速阶段的加速度大小相等,则此加速度的大小为多少;

(2)该无人机最大制动力为210N,则下降过程中无人机的最大制动加速度大小为多少;

(3)无人机从3m高悬停处下降到地面,且到达地面时速度恰好为0,则此过程的最短时间为多少。

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【题目】实验小组利用图1来探究:探究加速度与力、质量的关系”.

①实验中使用的电火花计时器,应接_____电源.

A.交流4﹣﹣﹣6V B.交流220V

②在的实验中,得到一条打点的纸带,如图3所示,已知相邻计数点间的时间间隔为T,且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出,则:小车加速度的表达式为a=_____

③消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后,可用小吊盘的总重力代替小车所受的拉力,则:小吊盘的m与小车总质量M之间应满足的关系为_____

④在实验中,甲、乙两位同学根据实验数据画出如图2所示的小车的加速度a和小车所受拉力F的图象分别为图中的直线Ⅰ和直线Ⅱ,下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释,其中可能正确的是_____

A.实验前甲同学没有平衡摩擦力

B.甲同学在平衡摩擦力时把长木板的末端抬得过高了

C.实验前乙同学没有平衡摩擦力

D.乙同学在平衡摩擦力时,把长木板的末端抬得过高了.

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【题目】某一质点沿直线运动的位移x随时间t变化的图像如图所示,则(  )

A.10s末,质点的速度最大

B.20s内,质点的位移为9m

C.5s末和第15s末,质点的加速度方向相反

D.0~10s内,质点加速度的方向与速度方向相反

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【题目】一物体由静止开始沿直线运动,其加速度随时间变化的规律如图所示。取物体开始运动的方向为正方向,则下列关于物体运动的描述正确的是( )

A. 时间内,物体做减速运动

B. 时物体的速度最大,最大值为

C. 时间内,物体做匀变速直线运动

D. 时间内,物体先沿正方向运动,后沿负方向运动

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【题目】2018514日,川航8633号班机在由重庆飞往拉萨的过程中发生事故。飞机625分从重庆江北机场起飞,约40分钟后在高度达到9800m、速率达到790km/h时,驾驶舱右座挡风玻璃破裂脱落,机组人员克服各种困难,使飞机最终在事故发生35分钟后安全降落于成都双流机场。已知江北机场到双流机场的距离约360km,下列说法正确的是(  )

A.事故飞机飞行的路程约为360km

B.塔台工作人员在研究事故机飞行轨迹时,可以把飞机视为质点

C.“625“40分钟,前者表示时间、后者表示时刻

D.事故飞机在飞行过程中的平均速度大小是790km/h

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