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【题目】如图所示,MN、PQ为足够长的平行金属导轨,间距L=0.50m,导轨平面与水平面间夹角θ=37°,N、Q间连接一个电阻R=5.0Ω,匀强磁场垂直于导轨平面向上,磁感应强度B=1.0T.将一根质量m=0.050kg的金属棒放在导轨的ab位置,金属棒及导轨的电阻不计.现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直,且与导轨接触良好.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.50,当金属棒滑行至cd处时,其速度大小开始保持不变,位置cd与ab之间的距离s=2.0m.已知g=10m/s2 , sin37°=0.60,cos37°=0.80.求:

(1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小;
(2)金属棒达到cd处的速度大小;
(3)金属棒由位置ab运动到cd的过程中,电阻R产生的热量.

【答案】
(1)

解:设金属杆的加速度大小为a,则

mgsinθ﹣μmgcosθ=ma

a=2.0m/s2


(2)

解:设金属棒达到cd位置时速度大小为v、电流为I,金属棒受力平衡,有

mgsinθ=BIL+μmgcosθ

解得 v=2.0m/s


(3)

解:设金属棒从ab运动到cd的过程中,电阻R上产生的热量为Q,由能量守恒,有

解得 Q=0.10J


【解析】(1)金属棒刚开始下滑时受重力、支持力和摩擦力作用,根据牛顿第二定律求出金属棒沿导轨开始下滑的加速度大小.(2)金属棒到达cd处受重力、支持力、摩擦力和安培力平衡,结合闭合电路欧姆定律、切割产生的感应电动势公式以及共点力平衡求出匀速运动的速度.(3)金属棒由位置ab运动到cd的过程中动能增加、重力势能减小,摩擦产生的内能增加,整个回路产生的热量增加,根据能量守恒定律求出电阻R上产生的热量.

练习册系列答案
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【题目】河北辛集中学某同学利用如图甲所示的装置探究小车的加速度与所受合外力的关系,具体实验步骤如下:

A.按照图示安装好实验装置,挂上砂桶(含少量砂子)

B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车沿长木板向下运动,且通过两个光电门的时间相等;

C.取下细绳和砂桶,测量砂子和桶的总质量m,并记下;

D.保持长木板的倾角不变,不挂砂桶,将小车置于靠近滑轮的位置,由静止释放小车,记录小车先后通过光电门甲和乙时显示的时间;

E.重新挂上细绳和砂桶,改变砂桶中砂子的质量,重复BCD步骤。

(1)若砂桶和砂子的总质量为m,小车的质量为M,重力加速度为g,则步骤D中小车加速下滑时所受合力大小为__________(忽略空气阻力)

(2)若遮光片的宽度为d光电门甲、乙之间的距离为l,通过光电门甲和乙时显示的时间分别为t1t2,则小车的加速度a_______________

(3)有关本实验的说法正确的是________

A.砂桶和砂子的总质量必须远小于小车的质量

B.小车的质量必须远小于砂桶和砂子的总质量

C.平衡摩擦力时要取下细绳和砂桶

D.平衡摩擦力时不能取下细绳和砂桶

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【题目】如图,一人站在斜坡上,推着一个重力大小为G的大雪球,若雪球刚好处在一处倾角为θ的光滑斜面上,且始终处于静止状态,此人的推力通过雪球的球心,则( )

A.此人的推力最小值为Gtanθ
B.此人的推力最小值为Gsinθ
C.此人的推力最大值为
D.此人的推力最大值为Gcosθ

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【题目】如图所示,A、B、C、D是匀强电场中的四个点,它们正好是一个正方形的四个顶点.在A点有一个粒子源,向各个方向发射动能为EK的同种带电粒子,已知到达正方形四个边的粒子中,到B、D两点粒子动能相同,均为2EK不计粒子重力及粒子间相互作用,则( )

A.电场方向可能由A指向C
B.到达C点粒子动能一定为4EK
C.B,D连线上的各点电势一定相同
D.粒子过AB边中点时,动能一定为 EK

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【题目】如图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图.

(1)请你简述自动控制的原理.
(2)如果工厂生产的为的铝板,在、和三种射线中,你认为哪一种射线在的厚度控制中起主要作用,为什么?

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【题目】质量为30kg的小孩坐在10kg的雪橇上静止不动,大人用与水平方向成37°斜向上的拉力拉动雪橇,力的大小为100N,雪橇与地面间的动摩擦因数为0.2,(g=10m/s2sin37°=0.6cos37°=0.8 )求:

(1)地面对雪橇的支持力大小

(2)雪橇运动的加速度大小

(3)4s内雪橇的位移大小

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【题目】1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置,第一次完成了原子核的人工转变,并由此发现什么?图中银箔的作用是?完成该实验的下列核反应方程?

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【题目】专家称嫦娥四号探月卫星为“四号星”,计划在2017年发射升空,它的主要任务是更深层次、更全面地科学探测月球地貌等方面的信息,完善月球档案资料.已知月球的半径为R,月球表面的重力加速度为g,月球的平均密度为ρ,嫦娥四号开始探测时与月球中心的距离为r,根据以上信息可求得( )
A.引力常量G=
B.引力常量G=
C.嫦娥四号的运行速度v=
D.嫦娥四号的运行速度v=

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【题目】物体沿一条直线作加速运动,从开始计时起,第1s内的位移是1m,第2s内的位移是2m,第3s内的位移是3m,第4s内的位移是4m,由此可知( )
A.此物体一定作匀加速直线运动
B.此物体的初速度是零
C.此物体的加速度是1m/s2
D.此物体在前4s内的平均速度是2.5m/s

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