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【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=B1IL

m1gsinα=F

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=100W

电阻R2消耗的功率P=3/4P=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,

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 ≥v1v≤v2

练习册系列答案
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【题目】如图所示,ABC三个物块的质量相等,F=1 N的两个水平力分别作用于AB两个物块上,ABC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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(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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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:

判断在AMAN两处产生亮斑的颜色;

求两个亮斑间的距离.

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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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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. 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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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AB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(  )

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