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如图所示,两根相距L1的平行粗糙金属导轨固定在水平面上,导轨上分布着n 个宽度为...

如图所示,两根相距L1的平行粗糙金属导轨固定在水平面上,导轨上分布着n 个宽度为d、间距为2d的匀强磁场区域,磁场方向垂直水平面向上。在导轨的左端连接一个阻值为R的电阻,导轨的左端距离第一个磁场区域L2的位置放有一根质量为m,长为L1,阻值为r的金属棒,导轨电阻及金属棒与导轨间的接触电阻均不计。某时刻起,金属棒在一水平向右的已知恒力F作用下由静止开始向右运动,已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。

(1)若金属棒能够匀速通过每个匀强磁场区域,求金属棒离开第2个匀强磁场区域时的速度v2的大小;

(2)在满足第(1)小题条件时,求第n个匀强磁场区域的磁感应强度Bn的大小;

(3)现保持恒力F不变,使每个磁场区域的磁感应强度均相同,发现金属棒通过每个磁场区域时电路中的电流变化规律完全相同,求金属棒从开始运动到通过第n个磁场区域的整个过程中左端电阻R上产生的焦耳热Q。

 

(1) (2) (3) 【解析】(1)金属棒匀加速运动有F-μmg=ma v22=2a(L2+2d) 解得: (2)金属棒匀加速运动的总位移为x=L2+2nd-2d   金属棒进入第n个匀强磁场的速度满足vn2=2ax   金属棒在第n个磁场中匀速运动有 F-μmg-F安=0 解得: (3)金属棒进入每个磁场时的速度v和离开每个磁场时的速度v′均相同,由题意可得 v2=2aL2    v2-v′2 =2a∙2d   金属棒从开始运动到通过第n个磁场区域的过程中,有 x总=L2+3nd-2d     解得:
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考点分析:
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如图所示的直角坐标系中,在0≤y≤3L的区域内有磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场。一厚度不计,长度为5L的收集板MN放置在y=2L的直线上,M点的坐标为(L,2L)。一粒子源位于P点,可连续发射质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子(初速度近似为零),粒子经电场加速后沿y轴进入磁场区域(加速时间很短,忽略不计)。若收集板上下表面均可收集粒子,粒子与收集板麵后被吸收并导走,电场加速电压连续可调,不计粒子重力和粒子间的作用力。求

(1)若某粒子在(L,0)处离开磁场,则该粒子的加速电压U0的大小;

(2)收集板MN的下表面收集到的粒子在磁场中运动的最长时间;

(3)收集板(上下两表面)无法收集到粒子区域的x坐标范围。

 

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测定玻璃的折射率实验中,某同学经正确操作插好了4枚大头针,画出完整的光路图,由于没有量角器,他以入射点O点为圆心画圆交入射光线于A点,交折射光线于B点,过A点画法线的垂线与法线交于C点,过B点画法线的垂线与法线交于D点,如图所示,若各线段的长度可以用AC、CO、BD、DO表示,则玻璃的折射率可表示为__________

 

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在用双缝干涉测光的波长的实验中,所用实验装置如图甲所示。

①调节分划板的位置,使分划板中心刻线对齐第1条亮条纹的中心,此时手轮上的读数如图乙所示,则读数为________mm;

②如果用上述装置测量氦氖激光器发出激光的波长,则图中除了光源以外,其他不必要的器材元件有________

 

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市面上流行一款迷你旋转木马音乐盒,如图甲所示,通电以后,底盘旋转带动细线下的迷你木马一起绕着中间的硬杆旋转,其中分别有一二三挡,可以调整木马的旋转速度。其原理可以简化为图乙中的模型,已知木马(可视为质点)质量为m,细绳长度为L,O点距地面高度为h,拨至三挡,稳定后细绳所承受的张力T=5mg/3,(重力加速度为g,忽略一切阻力)

(1)若拨至一档,细绳与竖直方向成θ,求木马运动一周所需时间。

(2)若拨至三档,木马快速旋转,求木马从静止开始到达稳定速度,细绳对木马所做的功。

(3)时间长久,产品出现老化现象,某次拨至三档,木马到达稳定速度没多久,突然脱落,则木板落地时的速度及此时O点的水平距离为多大。

 

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如图所示ABC是一条由倾斜轨道AB和水平轨道BC组成的绝缘轨道,固定在桌面上,其中AB轨道的倾角θ=27°,水平轨道的长度L=0.8m,一质量m=3.2×10-2kg电荷量q=—1.0×10-2C的可视为质点的滑块以初速度v0=3m/s沿轨道上p点恰好匀速滑下C点飞出后落在水平地面上的M点上,已知滑块与两轨道间的动摩擦因数相同,sin27°=0.45cos27°=0.90g=10m/s2

1)求滑块与轨道之间的动摩擦因数;

2)求滑块从B点运动到C点所用的时间;

3)现在BECF之间的区域加上匀强电场,方向垂直 水平轨道,仍将滑块以初速度v0=3m/s沿轨道上P点滑下,发现从C点飞出后落在水平地面的N点上,M点处在N点到C点水平距离的中点上,求匀强电场的电场强度的大小和方向。

 

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