(18分)如图,匀强磁场垂直铜环所在的平面,导体棒a的一端固定在铜环的圆心O处,另一端紧贴圆环,可绕O匀速转动.通过电刷把铜环、环心与两竖直平行金属板P、Q连接
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(18分)如图,匀强磁场垂直铜环所在的平面,导体棒a的一端固定在铜环的圆心O处,另一端紧贴圆环,可绕O匀速转动.通过电刷把铜环、环心与两竖直平行金属板P、Q连接
题型:不详
难度:
来源:
(18分)如图,匀强磁场垂直铜环所在的平面,导体棒a的一端固定在铜环的圆心O处,另一端紧贴圆环,可绕O匀速转动.通过电刷把铜环、环心与两竖直平行金属板P、Q连接成如图所示的电路,R
1
、R
2
是定值电阻.带正电的小球通过绝缘细线挂在两板间M点,被拉起到水平位置;合上开关K,无初速度释放小球,小球沿圆弧经过M点正下方的N点到另一侧.
已知:磁感应强度为B;a的角速度大小为ω,长度为l,电阻为r;R
1
=R
2
=2r,铜环电阻不计;P、Q两板间距为d;带电的质量为m、电量为q;重力加速度为g.求:
(1)a匀速转动的方向;
(2)P、Q间电场强度E的大小;
(3)小球通过N点时对细线拉力T的大小.
答案
见试题分析
解析
试题分析:
(1)依题意,小球从水平位置释放后,能沿圆弧向下摆动,故小球受到电场力的方向水平向右,P板带正电,Q板带负电。由右手定则可知,导体棒a顺时针转动。(2分)
(2)导体棒a转动切割磁感线,由法拉第电磁感应定律得电动势大小:
=
①(2分,若缺中间
推导式只得1分)
由闭合电路欧姆定律:
②(2分)
由欧姆定律可知,PQ的电压为:U
PQ
=
③(2分)
故PQ间匀强电场的电场强度大小:
④(2分)
联立①②③④,代入R
1
=R
2
=2r,可得:
⑤(2分)
(3)设细绳长度为L,小球到达N点时速度为v,由动能定理可得:
⑥(2分)
又
⑦(2分)
由⑤⑥⑦得:
⑧(2分)
【评分说明:第(1)问给2分,若在图中标明方向且正确也可,若答“从图示位置向上转动”或“从图示位置向右转动”也可;①②③④⑤⑥⑦⑧各2分。共18分。】
举一反三
(8分)在光滑水平面上,原来静止的物体在水平力F的作用下,经过时间t、通过位移L后,动量为p、动能为E
k
,则:
(1)若由静止出发,仍在水平力F的作用下,求经过时间2t后物体的动能;
(2)若由静止出发,仍在水平力F的作用下,求通过位移2L后物体的动量。
题型:不详
难度:
|
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(12分)如图所示,小物块A在粗糙水平面上做直线运动,经距离
时与另一小物块B发生碰撞并粘在一起以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上。已知
=5.0m,s=0.9m,A、B质量相等且m=0.10kg,物块与桌面间的动摩擦因数µ=0.45,桌面高h=0.45m。不计空气阻力,重力加速度g=10m/s
2
。
求: (1)A、B一起平抛的初速度v;
(2)小物块A的初速度v
0
。
v
0
/5
题型:不详
难度:
|
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如图所示,两平行光滑的金属导轨MN、PQ固定在水平面上,相距为L,处于竖直向下的磁场中整个磁场由n个宽度皆为x
0
的条形匀强磁场区域1、2、…、n组成,从左向右依次排列,磁感应强度的大小分别为B、2B、3B、…、nB,两导轨左端MP间接入电阻R,一质量为m的金属棒ab垂直于MN、PQ放在水平导轨上,与导轨电接触良好,不计导轨和金属棒的电阻。
⑴对导体棒ab施加水平向右的力,使其从图示位置开始运动并穿过n个磁场区,求导体棒穿越磁场区1的过程中通过电阻R的电荷量q;
⑵对导体棒ab施加水平向右的恒力F
0
,让它从磁场区1左侧边界处开始运动,当向右运动距
时做匀速运动,求棒通过磁场区1所用的时间t;
⑶对导体棒ab施加水平向右的拉力,让它从距离磁场区1左侧x= x
0
的位置由静止开始做匀加速运动,当棒ab进入磁场区1时开始做匀速运动,此后在不同的磁场区施加不同的拉力,使棒ab保持做匀速运动穿过整个磁场区,求棒ab通过第i磁场区时的水平拉力Fi和棒ab在穿过整个磁场区过程中回路产生的电热Q。
题型:不详
难度:
|
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如图所示,一个带正电荷的物块m,由静止开始从斜面上A点下滑,滑到水平面BC上的D点停下来。已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同,且不计物块经过B处时的机械能损失。现在ABC所在空间加竖直向下的匀强电场,第二次让物块m从A点由静止开始下滑,结果物块在水平面上的D′点停下来。后又撤去电场,在ABC所在空间加水平向里的匀强磁场,再次让物块m从A点由静止开始下滑,结果物块沿斜面滑下并在水平面上的D″点停下来.则以下说法中正确的是( )
A.D′点一定在D点左侧
B.D′点一定与D点重合
C.D″点一定在D点右侧
D.D″点一定与D点重合
题型:不详
难度:
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一摩托车在竖直的圆轨道内侧做匀速圆周运动,周期为T,人和车的总质量为m,轨道半径为R,车经最高点时发动机功率为P
0
,车对轨道的压力为2mg。设轨道对摩托车的阻力与车对轨道的压力成正比,则( )
A.车经最低点时对轨道的压力为4mg
B.车经最低点时发动机功率为2P
0
C.车从最高点经半周到最低点的过程中发动机做的功为
P
0
T
D.车从最低点经半周到最高点的过程中发动机做的功为2mgR
题型:不详
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