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如图,两条平行的光滑金属轨道MN、PQ与水平面成θ角固定,轨距为d。P、M间接有...

如图,两条平行的光滑金属轨道MN、PQ与水平面成θ角固定,轨距为d。P、M间接有阻值为R的电阻。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其有效阻值为R。空间存在磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上。现从静止释放ab。若轨道足够长且电阻不计,重力加速度为g。求:

(1)ab运动的最大速度vm

(2)当ab具有最大速度时,ab消耗的电功率P

(3)为使ab向下做匀加速直线运动,在ab中点施加一个平行于轨道且垂直于ab的力F, 推导F随时间t变化的关系式并分析F的变化与a的关系

 

(1);(2) ;(3) a.当a<gsinθ时,F方向先沿斜面向上,大小由mgsinθ-ma开始减小到零,随后F方向沿斜面向下,大小从零开始增大。 b. 当a=gsinθ时,F方向沿斜面向下,大小从零开始增大; c.当a>gsinθ时,F方向沿斜面向下,大小从ma-mgsinθ开始增大。 【解析】(1)ab具有最大速度时,处于平衡状态,受力分析如图; 由平衡条件: mgsinθ=FA FA=BId 由闭合电路欧姆定律: 得: (2)由电功率公式:P=I2R 得: (3)ab做匀加速直线运动时,设F沿斜面向下,受力分析如图: 由牛顿运动定律: F+mgsinθ-FA=ma FA=BId V=at 得: 可见:F的大小随时间t呈线性变化 a.当a<gsinθ时,F方向先沿斜面向上,大小由mgsinθ-ma开始减小到零,随后F方向沿斜面向下,大小从零开始增大。 b. 当a=gsinθ时,F方向沿斜面向下,大小从零开始增大; c.当a>gsinθ时,F方向沿斜面向下,大小从ma-mgsinθ开始增大
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如图,直杆水平固定,质量m=0.1kg的小圆环套在杆上A点,在竖直平面内对环施加一个与杆夹角θ=53°的斜向上恒力F,使小圆环由静止开始沿杆向右运动,并在经过B点时撤掉此拉力F,小圆环最终停在C点。已知小圆环与直杆间动摩擦因数μ=0.8,AB与BC的距离之比S1S2=8:5。(g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:

(1)BC段小圆环的加速度a2的大小 ;

(2)AB段小圆环的加速度a1的大小;

(3)拉力F的大小。

 

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如图A.为“用DIS研究物体的加速度与质量的关系”实验装置。

(1)实验中应保持轨道___________且摩擦力足够小;为了研究小车的加速度与质量的关系,应保持_______________不变。

(2)若测得小车和发射器的总质量为0.3千克,则跨过滑轮的细绳下悬挂的钩码质量最适合用 ______

A.20克  B.50克 C.100克 D.200克

(3)某同学用正确的实验方法测得实验数据,作出a-m图线如图B.。他观察到a-m图线为曲线,于是得出物体的加速度与质量成反比。你认为他的做法正确吗?如果认为正确,请说明理由。如果认为不正确,请给出正确的处理方法_______________

 

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在如图A.所示的电路中,定值电阻R1=4Ω,R为滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端,两个电流表的示数随电压表示数变化的图线如图B.所示。则定值电阻R2=______Ω,电源内阻的阻值为______Ω。

 

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如图,均匀U形管,A端开口B端封闭,两边水银面相平,封闭端内有一定质量的气体,外界大气压强为72cmHg。现将A管和抽气机相连,抽去A管内的全部气体,使两管中水银面高度差为18cm,则B端气体压强变为____cmHg,原来B端管内空气柱长为____cm。

 

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如图,光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,半径为R,高为h。一小球从底端冲上弧面,当小球通过圆弧顶端时,对轨道的压力恰好为零。若重力加速度为g,则小球在圆弧顶端的速率为_____,在底端时的速率应为_____

 

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