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【题目】如图,水平面内的直角坐标系第一象限有一匀强磁场,方向垂直水平面向下,顶角的光滑金属导轨MON固定在水平面内,ONx轴重合,OMON接触处O点的接触电阻,其余电阻不计,一根与ON垂直的长金属棒,质量,在水平外力作用下沿导轨从PQ向右滑动(始终接触良好),忽略金属棒电阻,已知金属棒在PQ处的初速度,且向右运动到达的过程中回路的电流强度始终不变。求:

(1)棒在PQ处所受的安培力大小

(2)通过金属棒的电量q和接触电阻R上产生的焦耳热Q

(3)外力对金属棒做的功W

【答案】1 2 3

【解析】

1)金属棒在PQ处时,有,根据法拉第电磁感应定律可知电动势为:

则感应电流为:

则金属棒在PQ处时所受的安培力大小为:

由题可知金属棒由PQ到达过程中电流强度不变,即为不变,同时根据几何关系可知,则金属棒在处时所受的安培力大小为:

2)根据法拉第电磁感应定律,则电荷量为:

根据焦耳定律可知电阻R产生的热量为:

(3)设金属棒到达时的速度为,由电流强度不变,则:

带入数据可以得到:

根据动能定律可知外力做功为:

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一、四象限区域内存在两个有界的匀强磁场:垂直纸面向外的匀强磁场I、垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ,OMPQ为磁场边界和x轴的交点,OM=MP=L,在第三象限存在沿y轴正向的匀强电场,一质量为m、带电荷量为+q的粒子从电场中坐标为(-2L-L)的点以速度v0沿x轴正方向射出,恰好经过原点O处射入区域I又从M点射出区域I(粒子的重力忽略不计)。

1)求第三象限匀强电场场强E的大小;

2)求区域I内匀强磁场磁感应强度B的大小;

3)若带电粒子能再次回到原点O,则区域Ⅱ内磁场的宽度至少为多少?

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【题目】如图1所示,一根轻质弹簧上端固定在天花板上,下端挂一小球(可视为质点),弹簧处于原长时小球位于O点.将小球从O点由静止释放,小球沿竖直方向在OP之间做往复运动,如图2所示.小球运动过程中弹簧始终处于弹性限度内.不计空气阻力,重力加速度为g

1)在小球运动的过程中,经过某一位置A时动能为Ek1,重力势能为EP1,弹簧弹性势能为E1,经过另一位置B时动能为Ek2,重力势能为EP2,弹簧弹性势能为E2.请根据功是能量转化的量度,证明:小球由A运动到B 的过程中,小球、弹簧和地球组成的物体系统机械能守恒;

2)已知弹簧劲度系数为k.以O点为坐标原点,竖直向下为x轴正方向,建立一维坐标系Ox,如图2所示.

a.请在图3中画出小球从O运动到P的过程中,弹簧弹力的大小F随相对于O点的位移x变化的图象.根据Fx图象求:小球从O运动到任意位置x的过程中弹力所做的功W,以及小球在此位置时弹簧的弹性势能E

b.已知小球质量为m.求小球经过OP中点时瞬时速度的大小v

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【题目】一个士兵坐在皮划艇上,他连同装备和皮划艇的总质量共120kg。这个士兵用自动步枪在2s时间内沿水平方向连续射出10发子弹,每发子弹的质量是10g,子弹离开枪口时相对枪口的速度是800m/s。射击前皮划艇是静止的(  )

A.每次射击后皮划艇的速度改变2m/s

B.连续射击后皮划艇的速度是2m/s

C.每次射击后子弹的速度改变m/s

D.连续射击时枪所受到的平均反冲作用力约40N

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【题目】1)在练习使用多用电表实验中,下面使用多用电表测量电阻的操作中正确的是________(黑表笔插在插孔,红表笔插在插孔)。

2)某同学尝试利用多用电表近似测量一节干电池的电动势。将选择开关旋到________________挡(填直流电压2.5 V”交流电压2.5 V”),红表笔接电池________(填正极负极),直接测量电池路端电压。如图所示,示数为________ V

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【题目】A、B、C三个点电荷,若将A、B放在距离为12 cm的位置上,B受到A的库仑力大小为F.若将B、C放在距离为12 cm的位置上,B受到C的库仑力大小为2F.那么CA所带电荷量之比是(

A. 1:2 B. 1:4 C. 2:1 D. 4:1

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【题目】如图所示,两根间距为L的光滑金属导轨CMMPPDNNQQ固定放置,导轨MN左侧部分向上弯曲,右侧水平。在导轨水平部分的左右两端分布着两个匀强磁场区域MMNNPPQQ,区域长度均为d,磁感应强度大小均为B区方向竖直向上,区方向竖直向下,金属棒b静止在区域的中央,b棒所在的轨道贴一较小的粘性纸片(其余部分没有),它对b棒的粘滞力为b棒重力的k倍,现将a棒从高度为h0处静止释放,a棒刚一进入区域b棒恰好可以开始运动,已知a棒质量为mb棒质量为2mab棒均与导轨垂直,电阻均为R,导轨电阻不计,重力加速度为g,则

(1)h0应为多少?

(2)a棒从高度小于h0的某处静止释放,使其以速度v1v1为已知量)进入区域,且能够与b棒发生碰撞。求从开始释放a棒到ab两棒刚要发生碰撞的过程中,a棒产生的焦耳热。

(3)调整两磁场区域间的距离使其足够远(区域大小不变),将a棒从高度大于h0的某处静止释放,使其以速度v2v2为已知量)进入区域,经时间t0后从区域穿出,穿出时的速度为v2,请在同一直角坐标系中画出a棒进入磁场开始,到ab两棒相碰前的过程中,两棒的速度时间图象(必须标出t0时刻b棒的速度,规定向右为正方向)。

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【题目】如图甲所示电路,小灯泡通电后其电压U随所加电流I变化的图线如图乙所示,P为图线上一点,PN为图线的切线,PMU轴的垂线,PQI轴的垂线,下列说法中正确的是(  )

A.随着所加电流的增大,小灯泡的电阻减小

B.对应P点,小灯泡的电阻为R

C.在电路中灯泡L两端的电压为U1时,电阻R两端的电压为I1R

D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积

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【题目】某课外兴趣小组做探究求合力的方法实验。如图所示,贴有白纸的木板竖直放置,三个细线套L1L2L3的一端共系于一个结点,另一端分别系于轻质弹簧测力计AB和重物M上,A挂于固定点P,手持弹簧测力B的一端拉动细线,使结点静止于O点。

1)某次实验中A的指针位置如图所示,其读数为______N

2)下列实验操作正确的是______

A.实验前对弹簧测力计不需要进行调零

B.本实验中的细线越短越好

C.实验过程中弹簧测力计和细线与木板平行

D.本实验不需要测量重物M的重力

3)在图示情况下,手持弹簧测力B使L2绕节点逆时针缓慢转动,则结点O的位置会不会变动?______(选填不会

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