如图甲所示,相距为L的光滑足够长平行金属导轨水平放置,导轨一部分处在垂直于导轨平面的匀强磁场中,OO′为磁场边界,磁感应强度为B,导轨右侧接有定值电阻R,导轨电阻忽略不计.在距OO′为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab.若ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动,其速度v-位移x的关系图象如图乙所示,则
(1)金属杆ab在穿过磁场的过程中感应电流的方向如何?
(2)在整个过程中电阻R上产生的电热Q
1是多少?
(3)ab杆在离开磁场前瞬间的加速度为多少?
考点分析:
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质谱仪的原理图如图甲所示.带负电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后,从G点垂直于MN进入偏转磁场,该偏转磁场是一个以直线MN为上边界方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,带电粒子经偏转磁场后,最终到达照片底片上的H点,测得G、H间的距离为d,粒子的重力可忽略不计.

(1)设粒子的电荷量为q,质量为m,试证明该粒子的比荷为:

;
(2)若偏转磁场的区域为圆形,且与MN相切于G点,如图乙所示,其它条件不变,要保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场后不能打到MN边界上(MN足够长),求磁场区域的半径应满足的条件.
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特种兵过山谷的一种方法可简化为图示情景.将一根长为2d的不可伸长的细绳两端固定在相距为d的.A、B两等高点,绳上挂一小滑轮P.战士们相互配合,就可沿着绳子滑到对面.如图所示,战士甲用水平力F拉住滑轮,质量为m的战士乙吊在滑轮上,脚离地,处于静止状态,此时AP竖直.然后战士甲将滑轮从静止状态释放,若不计滑轮摩擦及空气阻力,也不计滑轮的质量,求:
(1)战士甲释放滑轮前对滑轮的水平拉力F;
(2)战士乙滑动过程中的最大速度.
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在如图所示水平向右的匀强电场中,有a、b、c三点,ab=10cm,bc=15cm,其
中ab沿电场方向,bc和电场方向成53°角.一个电荷量为q=4×10
-7C的正电荷从a点移到b点,电场力做功为W=1.2×10
-5J,已知sin53°=0.8.求:
(1)匀强电场的场强是多少?
(2)该正电荷从a点移到c点,电场力所做的功为多少?
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如图所示,静止在水平桌面的纸带上有一质量为0.1kg的小铁块,它离纸带的右端距离为0.5m,铁块与纸带间动摩擦因数为0.1.现用力向左以2m/s
2的加速度将纸带从铁块下抽出,求:(不计铁块大小,铁块不滚动.取10m/s
2)
(1)将纸带从铁块下抽出需要多长时间?
(2)纸带对铁块做的功是多少?
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有一根细长而均匀的金属管线样品,横截面如图1所示.此金属材料重约1~2N,长约为30cm,电阻约为10Ω.已知这种金属材料的电阻率为ρ,密度为ρ
.因管内中空部分截面积形状不规则,无法直接测量.请设计一个实验方案,测量中空部分的截面积S
.现有如下材料可选:
A.毫米刻度尺
B.螺旋测微器
C.电流表(600mA,1.0Ω)
D.电流表(3A,0.1Ω)
E.电压表(3V,6kΩ)
F.滑动变阻器(50Ω,2A)
G.蓄电池(6V,0.05Ω)
H.开关一个,导线若干

(1)除待测金属管线外,还应选用的材料有______(只填代号字母)
(2)在图2中把所选一起连成实际测量电路.
(3)实验中要测量的物理量有______计算金属管线内部空间截面积S
的表达式为S
=______.
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