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如圖甲所示,光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌間距為l,左側(cè)接一阻值為R的電阻。在MN與PQ之間存在垂直軌道平面的有界勻強(qiáng)磁場,磁場寬度為d。一質(zhì)量為m的金屬棒ab置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計(jì)導(dǎo)軌和金屬棒的電阻。金屬棒ab受水平力F=
(N)的作用,其中x為金屬棒距MN的距離,F與x的關(guān)系如圖乙所示。金屬棒ab從磁場的左邊界由靜止開始運(yùn)動(dòng),通過電壓傳感器測得電阻R兩端電壓隨時(shí)間均勻增大。已知l=1m,m=1kg,R=0.5W,d=1m。問:
(1)金屬棒剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為多少?并判斷該金屬棒在磁場中做何種運(yùn)動(dòng)。
(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為多少?
(3)若某時(shí)刻撤去外力F后棒的速度v隨位移s的變化規(guī)律滿足
(v0為撤去外力時(shí)的速度,s為撤去外力F后的位移),且棒運(yùn)動(dòng)到PQ處時(shí)恰好靜止,則外力F作用的時(shí)間為多少?
(4)在(3)的情況下,金屬棒從MN運(yùn)動(dòng)到PQ的整個(gè)過程中左側(cè)電阻R產(chǎn)生的熱量約為多少?
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如圖所示,在光滑絕緣水平面上,固連在一起的三根絕緣輕桿OA、OB、OC互成120°角,可繞固定軸O在水平面內(nèi)無摩擦自由轉(zhuǎn)動(dòng)。桿上A、B、C三點(diǎn)分別固定著三個(gè)質(zhì)量相同的帶電小球,其質(zhì)量均為m,電量分別為+q、+q和-2q。已知OA=OB=2L,OC=L?臻g存在場強(qiáng)大小為E,方向水平向右的勻強(qiáng)電場,OC桿與電場方向垂直。問
(1)在A點(diǎn)施一作用力F使系統(tǒng)平衡,力F至少多大
(2)設(shè)O點(diǎn)電勢為零,此系統(tǒng)在圖示位置處電勢能是多少?
(3)撤去力F,系統(tǒng)轉(zhuǎn)過多大角度時(shí)球A的速度最大?最大速度是多少?
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如圖所示,一長為6L的輕桿一端連著質(zhì)量為m的小球,另一端固定在鉸鏈O處(輕桿可繞鉸鏈自由轉(zhuǎn)動(dòng))。一根不可伸長的輕繩一端系于輕桿的中點(diǎn),另一端通過輕小定滑輪連接在質(zhì)量M=12m的小物塊上,物塊放置在傾角θ=30°的斜面頂端。已知滑輪到地面A點(diǎn)的距離為3L,鉸鏈O到A點(diǎn)的距離為L,不計(jì)一切摩擦。整個(gè)裝置從圖中實(shí)線所示位置由靜止釋放,直到輕桿被拉至豎直位置。問:(1)在這一過程中小球與物塊構(gòu)成的系統(tǒng)重力勢能變化了多少?是增加了還是減少了?
(2)當(dāng)輕桿被拉至豎直位置時(shí)小球的瞬時(shí)速度多大?
(3)在這一過程中輕繩對輕桿做了多少功?
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如圖甲所示,質(zhì)量為m=1kg的物體置于傾角為θ=37°的固定且足夠長的斜面上,對物體施以平行于斜面向上的拉力F,t1=0.5s時(shí)撤去拉力,物體速度與時(shí)間(v—t)的部分圖像如圖乙所示。(g=10m/s2 ,sin37°=0.6,cos37°=0.8)問:
(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為多少?
(2)拉力F的大小為多少?
(3)物體沿斜面向上滑行的最大距離s為多少?
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(1)圖甲(a)是一個(gè)能夠顯示平拋運(yùn)動(dòng)及其特點(diǎn)的演示實(shí)驗(yàn),用小錘敲擊彈性金屬片,小球A就沿水平方向飛出,做平拋運(yùn)動(dòng);同時(shí)小球B被松開,做自由落體運(yùn)動(dòng)。圖甲(b)是該裝置某次實(shí)驗(yàn)的高速數(shù)碼連拍照片,該高速數(shù)碼相機(jī)每秒鐘能拍攝20次,這樣在同一張照相底片上能同時(shí)顯示A、B球的運(yùn)動(dòng)軌跡,圖中背景方格為邊長l=0.049m的正方形。圖甲(b)清晰地記錄了A、B球的初始位置及隨后運(yùn)動(dòng)的數(shù)個(gè)位置,由該數(shù)碼連拍照片分析可知,A球在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是________________;在水平方向的初速度大小為________m/s。(結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位)
(2)現(xiàn)在重新設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn),如圖乙所示,點(diǎn)光源位于S點(diǎn),緊靠著點(diǎn)光源的正前方有一個(gè)小球A,光照射A球時(shí)在豎直屏幕上形成影子P。現(xiàn)打開高速數(shù)碼相機(jī),同時(shí)將小球向著垂直于屏幕的方向水平拋出,小球的影像P在屏幕上移動(dòng)情況即被數(shù)碼相機(jī)用連拍功能拍攝下來,該高速數(shù)碼相機(jī)每秒鐘能拍攝20次,則小球的影像P在屏幕上移動(dòng)情況應(yīng)當(dāng)是圖丙中的________【選填“(c)”或“(d)”】。
(3)已知圖乙中點(diǎn)光源S與屏幕間的垂直距離L=0.6m,根據(jù)圖丙中的相關(guān)數(shù)據(jù),可知小球A水平拋出的初速度為________m/s。(g=9.8m/s2,結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位)
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(1)利用多用電表測電壓、電阻,若選擇開關(guān)處在“直流電壓2.5V”擋時(shí)指針位于圖示位置,則被測電壓是________V;若選擇開關(guān)處在“×10”歐姆擋時(shí)指針位于圖示位置,則被測電阻是________Ω。
(2)如圖甲所示為一黑箱裝置,內(nèi)有電源(一節(jié)干電池)、電阻等元件,a、b為黑箱的兩個(gè)輸出端。某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路探測黑箱,調(diào)節(jié)變阻器的阻值,記錄下電壓表和電流表的示數(shù),并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在方格紙上畫出了U-I圖線,如圖丙所示。當(dāng)變阻器阻值調(diào)到6.5Ω時(shí),該黑箱a、b兩端的輸出功率為________W;該黑箱a、b兩端的最大輸出功率為________W。(結(jié)果均保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位)
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(多選題)有一靈敏電流計(jì),當(dāng)電流從正接線柱流入時(shí),指針向右側(cè)偏轉(zhuǎn),現(xiàn)把它與線圈連接成如圖所示電路,磁鐵位于線圈正上方,則( )。
A.甲圖中磁鐵由圖示位置水平向右運(yùn)動(dòng)時(shí),電流計(jì)指針向右側(cè)偏轉(zhuǎn)
B.甲圖中磁鐵由圖示位置水平向左運(yùn)動(dòng)時(shí),電流計(jì)指針向右側(cè)偏轉(zhuǎn)
C.乙圖中線圈的繞制方向從上往下看為順時(shí)針方向
D.乙圖中線圈的繞制方向從上往下看為逆時(shí)針方向
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“用DIS測定加速度”的實(shí)驗(yàn)中,通過位移傳感器獲得小車運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示。小車在AB區(qū)域內(nèi)可視為_____________運(yùn)動(dòng),此區(qū)域內(nèi)小車的加速度a=________ m/s2。
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如圖(a)所示,長為L寬為h的矩形閉合線圈豎直固定在小車上,其中h=0.04m,線圈電阻R=1.6×10-5Ω,線圈與小車總質(zhì)量m=1kg。它們在光滑水平面上,以v0=1.0m/s的初速度進(jìn)入與線圈平面垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、寬度為d的水平有界勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直紙面向里,已知小車運(yùn)動(dòng)的速度ν隨位移s變化的ν—s圖像如圖(b)所示。已知L<d,則d=________m,B=________T。
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已知長直導(dǎo)線中電流I產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布規(guī)律是
(k為常數(shù),r為某點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離)。如圖所示,在同一平面內(nèi)有兩根互相平行的長直導(dǎo)線甲和乙,通有大小均為I且方向相反的電流,o為兩導(dǎo)線連線的中點(diǎn),a、o兩點(diǎn)相對甲導(dǎo)線對稱。現(xiàn)測得o點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0,則a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為________,乙導(dǎo)線單位長度受到的安培力大小為________。
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