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【题目】如图所示,两光滑平行导轨竖直放置,导轨间距为L。把质量为m,长度为L的导体棒置于导轨顶端,用螺栓挡住导体棒防止其下滑,导体棒处于水平。导轨底端接有已充电的电容器,电容器左侧极板带正电荷。闭合电键,导体棒离开导轨向上运动,经测得从闭合电键到导体棒上升到最高点所用时间为t。假设闭合电键后,电容器所带电荷量全部放出,导体棒上升过程一直保持水平。整个空间处于垂直导轨平面的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,重力加速度为g。求:

(1)判断磁场的方向并简述理由;

(2)电容器所带电荷量q

【答案】(1)磁场方向垂直导轨平面向里;(2)

【解析】

(1)电容器左侧极板带正电,闭合电键后,导体棒中电流方向由左向右;导体棒向上运动,说明所受安培力向上,由左手定则知,磁场方向垂直导轨平面向里。

(2)设电容器放电时,导体棒中的平均电流为,放电时间为,导体棒离开导轨的速度为,由动量定理有

导体棒离开导轨后做竖直上抛运动,由运动学公式有

由电流定义知,电容器所带电荷量

联立解得

练习册系列答案
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【题目】一列沿x轴传播的简谐横波,t=0时波形图如图甲所示,原点处的质点振动图像如图乙所示,下列说法正确的是(  )

A.波沿x轴正方向传播

B.波的传播速度为10m/s

C.x=1m处质点经0.5s通过的路程为5m

D.t=1s时,x=2m处质点比x=3m处质点加速度大

E.x=2m处质点比x=5m处质点振动延迟0.3s

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【题目】如图所示,电路中E=3Vr=2ΩR0=1Ω,滑动变阻器的最大阻值R=10Ω,现闭合开关S,下列说法正确的是(

A.R0上消耗的最大功率为1W

B.电源最大输出功率为W

C.滑动变阻器的阻值R=2Ω时,滑动变阻器上消耗的功率最大

D.电源的效率最大为50%

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【题目】如图所示,质量分别为,带电量均为q=4.0×10-2C的金属小球AB静止在足够大的绝缘水平桌面上,开始时,AB两球静止,AB两球间有一个锁定的被压缩的轻质绝缘弹簧,与AB两球不拴接,弹性势能Ep=5.4JAB两球均可视为质点,弹簧长度可忽略),空间内存在范围足够大的竖直向上的匀强电场,电场强度E=50N/C,在桌面左边缘的虚线PQ上方存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=15T。虚线PQ与水平桌面成45°角,现将弹簧解除锁定,AB两球被瞬间弹开后移走弹簧。已知AB两球与桌面间的动摩擦因数均为,两球静止时与P点间的距离L=1mA球与桌面碰撞时没有机械能损失,可等速率返回,取,重力加速度g=10m/s2。求:

(1)弹簧解除锁定后瞬间,AB两球的速度大小;

(2)A球第一次与桌面相碰时,AB两球间的距离;

(3)A球从P点第一次进入磁场到第二次离开磁场时平均速度的大小和方向。

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【题目】如图所示,螺线管竖直放置,两端分别与导轨MNPQ相连,导轨处于图中所示的匀强磁场中,金属棒ab与导轨接触良好。为了使螺线管正上方的金属圆环L处于静止状态,金属棒ab需在导轨上移动,下列各种说法中正确的是(

A.金属棒ab向左加速移动,金属圆环L中感应电流为顺时针方向(仰视)

B.金属棒ab向左加速移动,金属圆环L中感应电流为逆时针方向(仰视)

C.为使金属圆环L处于静止状态,金属棒ab可向右做匀加速运动

D.为使金属圆环L处于静止状态,金属棒ab可向右做加速度减小的加速运动

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【题目】如图所示,小物体A沿高为h、倾角为θ的光滑斜面以初速度v0从顶端滑到底端,而相同的物体B以同样大小的初速度从同等高度处竖直上抛,则(  )

A.两物体落地时速度相同

B.从开始至落地,重力对它们做功相同

C.两物体落地时重力的瞬时功率相同

D.从开始运动至落地过程中,重力对它们做功的平均功率相同

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【题目】用如图a所示的水平﹣﹣斜面装置研究平抛运动,一物块(可视为质点)置于粗糙水平面上的O点,O点距离斜面顶端P点为s.每次用水平拉力F,将物块由O点从静止开始拉动,当物块运动到P点时撤去拉力F.实验时获得物块在不同拉力作用下落在斜面上的不同水平射程x,做出了如图b所示的Fx图象,若水平面上的动摩擦因数μ=0.1,斜面与水平地面之间的夹角θ=45°g10m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:OP间的距离s=

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【题目】201822日,张衡一号卫星成功发射,标志着我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。张衡一号可以看成运行在离地高度约为500km的圆轨道上。该卫星在轨道上运行时(  )

A.周期大于地球自转的周期

B.速度大于第一宇宙速度

C.向心加速度大于同步卫星的向心加速度

D.加速度大于地球表面的重力加速度

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【题目】201615日上午,国防科工局正式发布国际天文学联合会批准的嫦娥三号探测器着陆点周边区域命名为广寒宫,附近三个撞击坑分别命名为紫微天市太微.此次成功命名,是以中国元素命名的月球地理实体达到22个.已知地球半径为,表面重力加速度为,质量为的嫦娥三号卫星在地球上空的万有引力势能为(以无穷远处引力势能为零),表示物体到地心的距离.求:

1)质量为的嫦娥三号卫星以速率在某一圆轨道上绕地球做匀速圆周运动, 求此时卫星距地球地面高度

2)要使嫦娥三号卫星上升,从离地高度(此问可以认为为已知量)再增加的轨道上做匀速圆周运动,卫星发动机至少要做的功为多少?

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