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两相互平行且足够长的水平金属导轨MN、PQ放在竖直平面内,相距0.4m,左端接有...

两相互平行且足够长的水平金属导轨MN、PQ放在竖直平面内,相距0.4m,左端接有平行板电容器,板间距离为0.2m,右端接滑动变阻器R 。水平匀强磁场磁感应强度为10T,垂直于导轨所在平面,整个装置均处于上述匀强磁场中。导体棒CD两端与导轨挂接,在整个运动过程中与金属导轨始终垂直且接触良好,金属棒CD的电阻为1Ω,其他电阻及摩擦均不计。现在用与金属导轨平行,大小为2N的恒力F使棒从静止开始向右运动。已知R的最大阻值为4Ω,g=10m/s2。则:

(1)滑动变阻器阻值取不同值时,导体棒处于稳定状态时拉力的功率不一样,求导体棒处于稳定状态时拉力的最大功率;

(2)当滑动触头位于最下端且导体棒处于稳定状态时,一个带电小球从平行板电容器左侧,以某一速度沿两板的正中间且平行于两极板从左边射入后,在两极板间恰好做匀速直线运动;当滑动触头在滑动变阻器中点且导体棒处于稳定状态时,该带电小球以同样的方式和速度射入,小球在两极板间恰好做匀速圆周运动,则小球的速度为多大?小球做圆周运动的半径为多大?

 

(1)1.25W;(2)0.5m/s ;0.025m 【解析】(1)当棒达到匀速运动时,棒受到的安培力F1与外力F相平衡,即F=F1=BIL ① 此时棒产生的电动势E=BLv ,则电路中的电流为 ② 由①②式得此时棒的速度为 ③ 拉力功率为 ④ 由④式知回路的总电阻越大时,拉力功率越大,当R=4Ω时,拉力功率最大,Pm=1.25W (2)当滑头滑至下端即R=4Ω时,棒的速度为, 导体棒产生的感应电动势为E1=BLv1=10×0.4×V=2.5V 电容器两极板间电压为 由棒在平行板间向右做匀速直线运动,以及后来小球在两极板间做匀速圆周运动判断小球必带负电,设小球的入射速度为v0 ,由平衡条件知⑤ 当触头滑到中点即时,由③式知棒匀速运动的速度为 导体棒产生的感应电动势 E2=BLv2=1.5V 电容器两极板间的电压 由于小球在平行板间做匀速圆周运动,电场力与重力平衡,于是 ⑥ 联立⑤⑥并代入数值,解得 小球作圆周运动时,洛伦兹力提供向心力,有 ⑦ 联立⑥⑦解得小球作圆周运动的半径为。  
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考点分析:
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如图所示,在光滑的水平桌面上有一长为L=2 m的木板C,它的两端各有一块挡板,C的质量为mC=5 kg,在C的中央并排放着两个可视为质点的滑块A与B,其质量分别为mA=1 kg、mB=4 kg,开始时A、B、C均处于静止状态,并且A、B间夹有少许炸药,炸药爆炸使得A以vA=6 m/s的速度水平向左运动,不计一切摩擦,两滑块中任一块与挡板碰撞后就与挡板合成一体,爆炸与碰撞时间不计,求:

(1)当两滑块都与挡板碰撞后,板C的速度多大?

(2)从爆炸开始到两个滑块都与挡板碰撞为止,板C的位移多大?方向如何?

(3)两滑块与挡板碰撞所产生的总热量为多少?

 

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某技术质量监督局曾对市场中电线电缆产品质量进行抽查,检验负责人说:“十几个不合格产品中,大部分存在导体电阻不合格问题,主要是铜材质量不合格,使用了再生铜或含杂质很多的铜,电阻率达不到要求……”。

(1)欲测量该捆电线的电阻率是否合格,经查阅,纯铜的电阻率为1.7×10-8 Ω·m,取长度为100 m(真实长度)的电线,横截面积取1 mm2,可供选用的器材有:

A.电源(电动势约为6 V,内阻不计);

B.待测长度为100 m的导线一捆;

C.电压表V1(量程为3 V,内阻为6 kΩ);

D.电压表V2(量程为15 V,内阻为20 kΩ);

E.电流表A1(量程为0.6 A,内阻约为0.125Ω);

F.电流表A2(量程为3 A,内阻约为0.025 Ω);

H.定值电阻R1=1 kΩ;

G.定值电阻R2=6 kΩ;

K.滑动变阻器(5 Ω,3 A)

为使实验尽可能准确,电表的示数均要达到满偏的 以上,请你根据实验要求设计电路,并在图甲中完成实物图的连线_________,注意闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。

(2)请你选择合适的器材,电压表为_____,电流表为______,定值电阻为_____。(请填仪器前的序号)

(3)某次测量得电压表示数为2.50 V,电流表读数如图乙所示,为_______A。

(4)经分析计算,这捆导线电阻率是否达标_______。(填“是”或“否”)

 

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某同学为了探究杆转动时的动能表达式,设计了一实验:质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处,杆由水平位置静止释放,用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA,并记下该位置与转轴O的高度差h

(1)调节h的大小并记录对应的速度vA,数据如下表。为了形象直观地反映vAh的关系,应选择______(填“vA”、“vA-1”或“vA2”)为纵坐标,并在坐标纸中标明纵坐标,画出图象_____

(2)当地重力加速度g取10m/s2,结合图象分析,杆转动时的动能Ek=___________(请用质量m、速度vA表示)

 

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如图所示,两根足够长的光滑金属导轨倾斜放置,导轨与水平面之间的夹角为θ,两导轨间距离为L,底端接有一阻值为R的电阻。一质量为m、长为L、阻值为r的金属棒垂直导轨放置,其中点处与一个上端固定、劲度系数为k的轻质弹簧相连,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直。现将金属棒从弹簧原长处由静止释放,若金属棒在运动过程中始终与导轨接触良好且垂直,则

A. 释放瞬间,金属棒的加速度大小为gsin θ

B. 金属棒向下运动的过程中,流过电阻R的电流方向为NM

C. 金属棒的速度为v时,其受到的安培力大小为

D. 金属棒最终静止时重力势能减少了

 

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如图所示,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块AB用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。初始时刻,AB处于同一高度为h处并恰好静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块

A. 速率的变化量均为

B. 运动到底端时速度相同

C. A物块重力势能的变化量小于B物块重力势能变化量

D. A物块重力做功的平均功率小于B物块重力做功的平均功率

 

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