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如图甲所示,MNPQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQMN,导轨的电阻均不计。导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=4Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上,磁感应强度为B0=1T。将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好。现由静止释放金属棒,当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度,已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C,且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示,设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:

(1)金属棒与导轨间的动摩擦因数μ

(2)cdNQ的距离s

(3)金属棒滑行至cd处的过程中,电阻R上产生的热量

(4)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减小,为使金属棒中不产生感应电流,则磁感应强度B应怎样随时间t变化(写出Bt的关系式)。

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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如图甲所示,两块相同的平行金属板MN正对着放置,相距为,板MN上的小孔s1s2 O三点共线,s2O=R,连线s1O垂直于板MN。以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。收集屏PQ上各点到O点的距离都为2R,两端点PQ关于连线s1O对称,屏PQ所对的圆心角θ=120°。质量为m、电荷量为e的质子连续不断地经s1进入MN间的电场,接着通过s2进入磁场。质子重力及质子间的相互作用均不计,质子在s1处的速度看作零。

⑴若MN间的电压UMN=+U时,求质子进入磁场时速度的大小

⑵若MN间接入如图乙所示的随时间t变化的电压(式中,周期T已知),且在质子通过板间电场区域的极短时间内板间电场视为恒定,则质子在哪些时刻自s1处进入板间,穿出磁场后均能打到收集屏PQ上?

⑶在上述⑵问的情形下,当MN间的电压不同时,质子从s1处到打在收集屏PQ上经历的时间t会不同,求t的最大值。

 

 


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如图,半径R=0.4m的圆盘水平放置,绕竖直轴OO′匀速转动,在圆心O正上方h=0.8m高处固定一水平轨道PQ,转轴和水平轨道交于O′点。一质量m=1kg的小车(可视为质点),在F=4N的水平恒力作用下,从O′左侧x0=2m处由静止开始沿轨道向右运动,当小车运动到O′点时,从小车上自由释放一小球,此时圆盘半径OA与x轴重合。规定经过O点水平向右为x轴正方向。小车与轨道间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2

⑴若小球刚好落到A点,求小车运动到O′点的速度;

⑵为使小球刚好落在A点,圆盘转动的角速度应为多大?

⑶为使小球能落到圆盘上,求水平拉力F作用的距离范围。

 


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现有以下器材:电流表A(量程0.6A、内阻=0.5Ω),电阻箱R(量程99.99Ω),待测电阻Rx,直流电源(电动势E和内阻r待测),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,带铁夹的导线若干。

某探究实验小组设计如图甲所示的实验电路,用来测定待测电阻的阻值Rx、直流电源的电动势E和内阻r

⑴按图甲所示的电路,将图乙所示的实物连线补画完整

⑵测量电阻Rx的阻值

①将开关S1闭合、开关S2a,读出电流表的示数I1

②保持开关S1闭合,将开关S2b,调节电阻箱R的阻值,使得电流表的示数也

I1,此时电阻箱的阻值R= 4.00Ω,则Rx=    Ω

⑶测电源的电动势E和内阻r

将开关S1闭合、开关S2b,调节电阻箱R的阻值,记下电流表的示数I,得到若

干组 RI的数据(见下表),请在图丙所示的坐标纸上作出-R的图象,并根据图

象求得电动势E=  ▲  V,内阻r=    Ω

次数

1

2

3

4

5

R

3.00

6.00

9.00

12.00

15.00

I/A

0.59

0.37

0.27

0.21

0.18

A-1

1.70

2.70

3.70

4.75

5.60

 
(保留两位有效数字)。

 

 

 


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某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器AB,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器AB时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。

⑴实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的

Δt1  ▲  Δt2(选填“>”、“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平。

⑵用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则d =  ▲  mm。

⑶滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若Δt1、Δt2d已知,要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒,还应测出  ▲   ▲  (写出物理量的名称及符号)。

⑷若上述物理量间满足关系式   ▲   ,则表明在上述过程中,滑块和砝码组成的系统机械能守恒。

 


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如图甲所示,正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。t=0时刻,磁感应强度B的方向垂直纸面向里,设产生的感应电流顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向水平向左为正。则下面关于感应电流I和cd所受安培力F随时间t变化的图象正确的是

 

 


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一群处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁,发出的光垂直照射到一块  三角形玻璃棱镜AB面上,能从AC面出射的光线将照射到一块金属板上,如图所示。若只考虑第一次照射到AC面的光线,则下列说法中正确的是           

      A.经玻璃棱镜后光子的能量将会减小

      B.如果只有一种光在AC面发生全反射,则应是频率最高的光

      C.从n=3能级直接跃迁到基态发出的光,经棱镜后的偏折角最大

      D.若照射到金属上的光,且只有一种能使金属板发生光电效应,则一定是从n=2能级跃迁到n=1能级发出的光

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同步练习册答案