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【题目】如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上,导轨 电阻不计,间距L=0.4m,导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ,两区域的边界与斜面的交线为MN,Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下,Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5T,在区域Ⅰ中,将质量m1=0.1kg,电阻R1=0.1Ω的金属条ab放在导轨上,ab刚好不下滑,然后,在区域Ⅱ中将质量m2=0.4kg,电阻R2=0.1Ω的光滑导体棒cd置于导轨上,由静止开始下滑,cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中,ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取g=10m/s2,求:

(1)cd下滑的过程中,ab中的电流方向?

(2)ab刚要向上滑动时,cd的速度多大?

(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8m,此过程 中ab上产生的热量Q是多少?

【答案】(1)a流向b(2) (3)

【解析】(1)由右手定则可知,电流由a流向b;
(2)开始放置ab刚好不下滑时,ab所受摩擦力为最大静摩擦力,由平衡条件得:Fmax=m1gsinθ,
ab刚好要上滑时,感应电动势:E=BLv,
电路电流:
ab受到的安培力:F安=BIL,
此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下,
由平衡条件得:F安=m1gsinθ+Fmax,
代入数据解得:v=5m/s;
(3)cd棒运动过程中电路产生的总热量为Q总,
由能量守恒定律得:m2gxsinθ=Q总+m2v2,
ab上产生的热量:

解得:Q=1.3J;

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,两个等量异种点电荷分别位于P、Q两点,P、Q两点在同一竖直线上,水平面内有一正三角形ABC,且PQ连线的中点O为三角形ABC的中心,M、N为PQ连线上关于口点对称的两点,则下列说法中正确的是

A. A、B、C三点的场强大小相等但方向不同

B. A、C 两点的电势相等且大于B点的电势

C. M 点场强小于A点场强

D. 将一正点电荷从N点移到B点,电场力做正功

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【题目】正电子发射计算机断层(PET)是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术,它为临床诊断和治疗提供全新的手段。PET所用回旋加速器示意如图所示,其中D1和D2是置于高真空中的两个中空半圆金属盒,两半圆盒间的缝隙距离为d,在左侧金属盒D1圆心处放有粒子源A,匀强磁场的磁感应强度为B。正电子质量为m,电荷量为q。若正电子从粒子源A进入加速电场时的初速度忽略不计,加速正电子时电压U的大小保持不变,不考虑正电子在电场内运动的过程中受磁场的影响,不计重力。求:

(1)正电子第一次被加速后的速度大小v1;

(2)正电子第n次加速后,在磁场中做圆周运动的半径r;

(3)若希望增加正电子离开加速器时的最大速度,请提出一种你认为可行的改进办法!

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【题目】某同学利用下列器材测量两节电池的电动势和内阻:直流电压表V1、V2,量程均为3V,内阻均约为3kΩ;定值电阻R0的阻值为3Ω;滑动变阻器R的最大阻值为20Ω;开关、导线若干。

他设计的电路图如图甲所示,实验中多次移动滑动变阻器的滑片得到电压表V1、V2的示数U1、U2如表所示:

(1)请用测得的数据在图乙中给出U2-U1图线______。

(2)由图线可知被测电池组的电动势E=_____V,内阻r=_____Ω。(均保留两位有效数字)

(3)实验中由于电压表的内阻不是无穷大,存在系统误差,则电动势的测量值_____(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。

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【题目】如图所示是电阻R的I-U图象,图中α=45°,由此得出( )

A. 欧姆定律适用于该元件

B. 电阻R=0.5 Ω

C. 因I-U图象的斜率表示电阻的倒数,故R=1/tanα=1.0 Ω

D. 在R两端加上6.0 V的电压时,每秒通过电阻横截面的电荷量是2.0 C

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【题目】(多选)用如图所示的电路测量待测电阻Rx的阻值时,下列关于由电表产生误差的说法中,正确的是( )

A. 电压表的内电阻越小,测量越精确

B. 电流表的内电阻越小,测量越精确

C. 电压表的读数大于Rx两端真实电压,Rx的测量值大于真实值

D. 由于电流表的分压作用,使Rx的测量值小于真实值

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【题目】如图,光滑斜面倾角为37°,一质量m=1×10-2Kg、电荷量q=+1×10-6C的小物块置于斜面上,当加上水平向右的匀强电场时,该物体恰能静止在斜面上,G=10m/s2,求:

(1)该电场的电场强度大小

(2)若电场强度变为原来的,小物块运动的加速度大小

(3)在(2)前提下,当小物块沿斜面下滑L=m时,机械能的改变量.

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【题目】如图所示,在半个空间中分布一匀强磁场,磁感应强度为B(垂直纸面并指向纸面内)。磁场边界为MN(垂直纸面的一个平面)。在磁场区内有一点电子源(辐射发射源)S,向四面八方均匀地,持续不断地发射电子。这里仅考察电子源所在的平面内,由电子源发射的电子,不计电子间的相互作用,并设电子源离界面MN的垂直距离为L。

(1)点源S发射的电子,其速度达多大时,界面MN上将有电子逸出?

(2)若点源S发射的电子速度大小均为 ,在界面MN上多宽范围内有电子逸出?

(其中m为电子质量,e为电子带电量。)

(3)若电子速度为 ,逸出的电子数占总发射电子数的比例?

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【题目】已知干电池的电动势为1.5V。下列说法正确的是

A. 用电压表直接连接干电池的两极,测量得到的电压就是该电池的电动势

B. 当外电路闭合时,每当1C的电荷量通过干电池,则该电池就能提供1.5J的电能

C. 当外电路闭合时,在1s内有1.5C的电荷量通过该电池

D. 当外电路闭合时,在1s内该电池能提供1.5J的电能

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