【题目】如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L=1m,导轨平面与水平面夹角α=300,导轨电阻不计。磁感应强度为B1=2T的匀强磁场垂直导轨平面向上,长为L=1m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m1=2kg、电阻为R1=1Ω。两金属导轨的上端连接右侧电路,电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板,两板间的距离和板长均为d=0.5m,定值电阻为R2=3Ω,现闭合开关S并将金属棒由静止释放,重力加速度为g=10m/s2,试求:
(1)金属棒下滑的最大速度为多大?
(2)当金属棒下滑达到稳定状态时,R2消耗的电功率P为多少?
(3)当金属棒稳定下滑时,在水平放置的平行金属间加一垂直于纸面向里的匀强磁场B2=1.5T,在下板的右端且非常靠近下板的位置有一质量为m2=6×10―4kg、带电量为q=-2×10-4C的液滴以初速度v水平向左射入两板间,该液滴可视为质点。要使带电粒子能从金属板间射出,初速度v应满足什么条件?(不计空气阻力)
【答案】(1)10m/s(2)75W(3)v ≥v1 或 v≤v2
【解析】
试题分析:(1)当金属棒匀速下滑时速度最大,设最大速度为vm,
达到最大时则有 F安=B1IL
m1gsinα=F安
则
所以解得最大速度vm=10m/s
(2)整个电路消耗的电功率等于安培力的功率P=m1gsinαvm
带入数据得P总=100W
电阻R2消耗的功率P=3/4P总=75W
(3)金属棒下滑稳定时,两板间电压U=IR2=15V
因为液滴在两板间有
所以该液滴在两平行金属板间做匀速圆周运动,
得
当液滴恰从上板左端边缘射出时:v1=0.25m/s
当液滴恰从上板右侧边缘射出时:v2=0.125m/s
初速度v应满足的条件是: v ≥v1 或 v≤v2
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【题目】如图所示,A、B、C三个物块的质量相等,有F=1 N的两个水平力分别作用于A、B两个物块上,A、B、C都静止,则地面对A物体、A物体对B物体、B物体对C物体的摩擦力分别为 ( )
A. 1 N、2 N、1 N
B. 0、0、1 N
C. 0、1 N、0
D. 1 N、1 N、0
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【题目】跳伞运动员做低空跳伞表演,他离开飞机后先做自由落体运动,当距离地面125时打开降落伞,伞张开后运动员就以14.3的加速度做匀减速直线运动,到达地面时速度为5。求:
(1)运动员离开飞机时距地面的高度为多少;
(2)离开飞机后,经过多少时间才能到达地面。
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【题目】如图所示,与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m=1.0kg的物体。细绳的一端摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连。物体静止在斜面上,弹簧秤的示数为4.9N。关于物体受力的判断(取g=9.8m/s2),下列说法正确的是
A. 斜面对物体的摩擦力大小为零
B. 斜面对物体的摩擦力大小为4.9N,方向沿斜面向上
C. 斜面对物体的摩擦力大小为4.9N,方向沿斜面向上
D. 斜面对物体的摩擦力大小为4.9N,方向垂直斜面向上
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【题目】如图所示为某种透明介质的截面图,△AOC为等腰直角三角形,OBC为半径R=10 cm的四分之一圆弧,AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点。由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O,在AB分界面上的入射角i=45°,结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑.已知该介质对红光和紫光的折射率分别为,.则:
①判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色;
②求两个亮斑间的距离.
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【题目】如图所示,一小物块被夹子夹紧,夹子通过轻绳悬挂在小环上,小环套在水平光滑细杆上,物块质量为M,到小环的距离为L,其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F.小环和物块以速度v向右匀速运动,小环碰到杆上的钉子P后立刻停止,物块向上摆动.整个过程中,物块在夹子中没有滑动.小环和夹子的质量均不计,重力加速度为g.下列说法正确的是( )
A. 物块向右匀速运动时,绳中的张力等于Mg
B. 小环碰到钉子P时,绳中的张力大于2F
C. 物块上升的最大高度为
D. 速度v不能超过
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【题目】如图所示,劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上,另一端与置于水平面上的质量为m的小物体接触(未连接),如图中O点,弹簧水平且无形变。用水平力F缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0,运动到图中B点,此时物体静止。撤去F后,物体开始向右运动,运动的最大距离B点为3x0,C点是物体向右运动过程中弹力和摩擦力大小相等的位置,物体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g 。则()
A. 撤去F时,弹簧的弹性势能为
B. 撤去F后,物体向右运动到C点时的动能最大
C. 从B→C物体弹簧弹性势能的减少量等于物体动能的增加量
D. 水平力F做的功为
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【题目】如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的环,环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑的轻质小定滑轮与直杆的距离为d,杆上的A点与定滑轮等高,杆上的B点在A点下方距离为d处。现将环从A处由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是
A. 环到达B处时,重物上升的高度h=d/2
B. 环到达B处时,环与重物的速度大小相等
C. 环从A到B,环减少的机械能等于重物增加的机械能
D. 环能下降的最大高度为4d/3
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【题目】如图,一定质量的理想气体从状态a出发,经过等容过程ab到达状态b,再经过等温过程bc到达状态c,最后经等压过程ca回到状态a.下列说法正确的是( )
A. 在过程ab中气体的内能增加
B. 在过程ca中气体的内能增加
C. 在过程ab中气体对外界做功
D. 在过程bc中气体从外界吸收热量
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