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【题目】如图甲所示。在同一水平面上,两条足够长的平行金属导轨MNPQ间距为,右端接有电阻,导轨EF连线左侧光滑且绝缘.右侧导轨粗糙,EFGH区域内有垂直导轨平面磁感应强度的矩形匀强磁场;一根轻质弹簧水平放置,左端固定在K点,右端与质量为的金属棒a接触但不栓接,且与导轨间的动摩擦因数,弹簧自由伸长时a棒刚好在EF处,金属棒a垂直导轨放置,现使金属棒a在外力作用下缓慢地由EF向左压缩至AB处锁定,压缩量为。此时在EF处放上垂直于导轨质量电阻的静止金属棒b。接着释放金属棒a,两金属棒在EF处碰撞,a弹回并压缩弹簧至CD处时速度刚好为零且被锁定,此时压缩量为b棒向右运动,经过从右边界GH离开磁场,金属棒b在磁场运动过程中流经电阻R的电量。设棒的运动都垂直于导轨,棒的大小不计,已知弹簧的弹力与形变量的关系图像(如图乙)与x轴所围面积为弹簧具有的弹性势能。求:

1)金属棒a碰撞金属棒b前瞬间的速度

2)金属棒b离开磁场时的速度

3)整个过程中电阻R上产生的热量

【答案】1 2 3

【解析】

1)如乙图所示,最初弹簧具有的弹性势能:

根据机械能守恒得:

可得

2)设棒反弹的速度为棒碰后速度为,金属棒离开磁场时的速度

弹回至处时弹簧具有的弹性势能为:

根据机械能守恒得:

解得

对于碰撞过程,取向右为正方向,由动量守恒定律得:

可得

棒通过磁场的过程,根据动量定理得:

又:

可得

3)根据:

可得

整个过程中回路产生的总热量:

电阻上产生的热量:

联立解得:

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】坐标原点O处有一点状的放射源,它向xOy平面内的x轴上方各个方向发射粒子,粒子的速度大小都是v0,在0yd的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场,场强大小为E,其中qm分别为α粒子的电荷量和质量;在dy2d的区域内分布有垂直于xOy平面的匀强磁场.ab为一块很大的平面感光板,放置于y2d处,如图所示.观察发现此时恰无粒子打到ab板上.(不考虑粒子的重力)

(1)粒子刚进入磁场时的动能Ek及磁感应强度B的大小;

(2)ab板平移到纵坐标为多少的位置时所有粒子恰好均能打到板上?并求ab板在此位置被粒子打中区域的长度L

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【题目】在如图所示的电路中,电源的电动势E恒定,内阻r=1ΩR1为光敏电阻(其阻值随光照的增强而减小),定值电阻R2=2ΩR3=5Ω,电表均为理想电表.则下列说法正确的是( )

A.当光照增强时,电源的效率增大

B.当光照增强时,电容器的电荷量减小

C.光照强度变化时,电压表示数和电流表示数之比不变

D.若光敏电阻R1阻值变化范围为2,则光照强度变化前后,ab段电路消耗的电功率可能相同

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【题目】为准确测绘小灯泡的伏安特性曲线,利用如下器材设计了甲乙两个电路

A.小灯泡(额定电压为2.5V,额定电流为0.3A

B.电流表(量程0-0.6A,内阻约

C.电压表V(量程0-3V内阻约10kΩ

D.滑动变阻器0-52Ω3A

E.直流电源B(约为3V

F.开关、导线若干

1)实验电路选择______。(填甲或乙)

2)如图丙是利用欧姆表测定小灯泡的电阻______Ω.

3)按照实验测得的伏安特性曲线如丁图中的1曲线,考虑误差因素,真实的伏安特性曲线更接近______曲线(填23)。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,PQ是某电场中的一条直的电场线,一个带电粒子仅在电场力作用下从a运动到b,轨迹为一条抛物线,则下列说法正确的是(

A.粒子一定带正电

B.粒子的速度一定在增大

C.粒子的速度变化快慢一定是恒定的

D.粒子的电势能一定在增大

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【题目】某学习小组利用如图所示的实验装置探究螺线管线圈中感应电流的方向。

(1)由于粗心该小组完成表格时漏掉了一部分(见表格),发现后又重做了这部分:将磁铁S极向下从螺线管上方竖直插入过程,发现电流计指针向右偏转(已知电流从右接线柱流入电流计时,其指针向右偏转),则①填________②填________

B方向

ΔΦ

I方向(俯视

B方向

N极插入

向下

增大

逆时针

向上

S极插入

向上

增大

N极抽出

向下

减小

顺时针

向下

S极抽出

向上

减小

逆时针

向上

(2)由实验可得磁通量变化ΔΦ、原磁场B方向、感应电流的磁场B方向三者之间的关系:________

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,站在车上的人,用锤子连续敲打小车。初始时,人、车、锤都静止。假设水平地面光滑,关于这一物理过程,下列说法正确的是

A. 连续敲打可使小车持续向右运动

B. 人、车和锤组成的系统机械能守恒

C. 当锤子速度方向竖直向下时,人和车水平方向的总动量为零

D. 人、车和锤组成的系统动量守恒

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】质量均匀分布的直导体棒放置于四分之一的光滑圆弧轨道上,其截面如图所示。导体棒中通有电流强度大小为I的电流,空间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场的方向竖直向上。导体棒平衡时,导体棒与圆心的连线跟竖直方向的夹角为,轨道与导体棒的弹力为。下列说法正确的是( )

A.若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90°,则逐渐减小

B.若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90°,则逐渐增大

C.若仅将电流强度I缓慢增大,则逐渐减小

D.若仅将电流强度I缓慢增大,则逐渐增大

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【题目】在如图所示电路中,电源电动势E=12V,内阻r=4ΩR1=R2=2Ω,灯泡电阻RL=3Ω,滑动变阻器总阻值R=8Ω,当滑片P位于滑动变阻器正中间,开关S处于闭合状态时,电容器内有一带电微粒恰好处于静止状态,灯泡L正常发光。当滑片PN端移动后,下列说法正确的是

A. 微粒向上运动

B. 电流表示数变小

C. 灯泡L变暗

D. 电源输出功率变大

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