如圖所示,兩根等高光滑的
圓弧軌道,半徑為r、間距為L,軌道電阻不計.在軌道頂端連有一阻值為R的電阻,整個裝置處在一豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度為B.現有一根長度稍大于L、質量為m、電阻不計的金屬棒從軌道的頂端ab處由靜止開始下滑,到達軌道底端cd時受到軌道的支持力為2mg.整個過程中金屬棒與導軌電接觸良好,求:![]()
(1)棒到達最低點時的速度大小和通過電阻R的電流.
(2)棒從ab下滑到cd過程中回路中產生的焦耳熱和通過R的電荷量.
(3)若棒在拉力作用下,從cd開始以速度v0向右沿軌道做勻速圓周運動,則在到達ab的過程中拉力做的功為多少?
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(20分)如圖所示,在直角坐標xOy平面y軸左側(含y軸)有一沿y軸負向的勻強電場,一質量為m,電量為q的帶正電粒子從x軸上P處以速度
沿x軸正向進入電場,從y軸上Q點離開電場時速度方向與y軸負向夾角
,Q點坐標為(0,-d),在y軸右側有一與坐標平面垂直的有界勻強磁場區域(圖中未畫出),磁場磁感應強度大小
,粒子能從坐標原點O沿x軸負向再進入電場.不計粒子重力,求:![]()
(1)電場強度大小E;
(2)如果有界勻強磁場區域為半圓形,求磁場區域的最小面積;
(3)粒子從P點運動到O點的總時間.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖,在
平面第一象限整個區域分布勻強電場,電場方向平行
軸向下,在第四象限內存在有界勻強磁場,左邊界為
軸,右邊界為
的直線,磁場方向垂直紙面向外。質量為
、帶電量為
的粒子從
軸上
點以初速度
垂直
軸射入勻強電場,在電場力作用下從
軸上
點以與
軸正方向成45°角進入勻強磁場。已知
,不計粒子重力。求:![]()
(1)
點坐標;
(2)要使粒子能再進入電場,磁感應強度
的取值范圍;
(3)要使粒子能第二次進入磁場,磁感應強度
的取值范圍。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(12分)如圖所示,處于勻強磁場中的兩根足夠長。電阻不計的平行金屬導軌相距1m,導軌平面與水平面成370角,下端連接阻值為R的電阻。勻強磁場方向與導軌平面垂直。質量為0.2kg。電阻不計的金屬棒放在兩導軌上,棒與導軌垂直并保持良好接觸,它們之間的動摩擦因數為0.25。求:![]()
(1)求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大小;
(2)當金屬棒下滑速度達到穩定時,電阻
消耗的功率為
,求該速度的大小;
(3)在上問中,若
,金屬棒中的電流方向
到
,求磁感應強度的大小與方向。(
取
,
,
)
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(12分)圖(甲)為小型旋轉電樞式交流發電機的原理圖,其矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉動,線圈的匝數n =100匝、電阻r =10W,線圈的兩端經集流環與電阻R連接,電阻R =" 90" Ω,與R并聯的交流電壓表為理想電表。在t =0時刻,線圈平面與磁場方向平行,穿過每匝線圈的磁通量F隨時間t按圖15(乙)所示正弦規律變化。 求:![]()
(1) 從1.57×10-2s到4.71×10-2s內通過電阻R上的電量q。
(2)電路中交流電壓表的示數。
(3)線圈勻速轉動一周的過程中,外力所做的功W外。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(16分)如圖所示,在xoy平面的第四象限內存在沿y軸正方向的勻強磁場,場強大小為E,第一象限存在一有界勻強磁場,方向垂直于xoy平面向里,磁感應強度為B,磁場上邊界與x軸正向夾角θ=30°,直線MN與y軸平行,N點坐標為(L,0),現從MN上的P點無初速度釋放質量為m,電荷量為q的帶正電粒子,不計粒子的重力,求:![]()
(1)若粒子進入磁場后將垂直于上邊界射出磁場,求PN之間的距離;
(2)若粒子進入磁場后能再次回到電場中,則PN之間的距離應滿足什么條件?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,水平面內有兩根互相平行且足夠長的光滑金屬軌道,它們間的距離L="0.20" m,在兩軌道的左端之間接有一個R=0.10
的電阻。在虛線OO′(OO′垂直于軌道)右側有方向豎直向下的勻強磁場,磁感應強度B=0.50T。一根質量m=0.10kg的直金屬桿
垂直于軌道放在兩根軌道上。某時刻桿
以
=2.0m/s且平行于軌道的初速度進入磁場,同時在桿上施加一個水平拉力,使其以
=2.0m/s2的加速度做勻減速直線運動。桿
始終與軌道垂直且它們之間保持良好接觸。桿
和軌道的電阻均可忽略。![]()
(1)請你通過計算判斷,在金屬桿
向右運動的過程中,桿上所施加的水平拉力的方向;
(2)在金屬桿
向右運動的過程中,求桿中的感應電流為最大值的
時,水平拉力的大小;
(3)從金屬桿
進入磁場至速度減為零的過程中,電阻R上發出的熱量Q=0.13J,求此過程中水平拉力做的功。
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
如圖所示,小物體A沿高為h、傾角為θ的光滑斜面以初速度v0從頂端滑到底端,而相同的物體B以同樣大小的初速度從同等高度處豎直上拋,則( )![]()
| A.兩物體落地時速度相同 |
| B.從開始至落地,重力對它們做功相同 |
| C.兩物體落地時重力的瞬時功率一定相同 |
| D.從開始運動至落地過程中,重力對它們做功的平均功率一定相同 |
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
下列說法正確的是
| A.一對平衡力在相同的時間內對物體做功的代數和一定為零 |
| B.一對作用力與反作用力在相同的時間內所做的功一定大小相等,一正一負 |
| C.合外力對物體不做功,物體必定做勻速直線運動 |
| D.重力對物體做功與路徑無關,但與始末位置有關 |
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