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題目列表(包括答案和解析)

.(16分)如圖,光滑的平行金屬導軌水平放置,電阻不計,導軌間距為l,左側接一阻值為R的電阻。區(qū)域cdef內存在垂直軌道平面向下的有界勻強磁場,磁場寬度為s。一質量為m,電阻為r的金屬棒MN置于導軌上,與導軌垂直且接觸良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v為金屬棒運動速度)平行于導軌的水平力作用,從磁場的左邊界由靜止開始運動,測得電阻R兩端電壓隨時間均勻增大。(已知l=1m,m=1kg,R=0.3W,r=0.2W,s=1m)

(1)定性說明在力F作用下該金屬棒的運動性質(不需敘述理由)

(2)求金屬棒在力F作用下運動的加速度a的大小

(3)求磁感應強度B的大小

(4)若撤去外力F后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足v v0xv0為撤去外力F時棒的速度),且棒運動到ef處時恰好靜止,求外力F作用的時間

 

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.(16分)如圖,光滑的平行金屬導軌水平放置,電阻不計,導軌間距為l,左側接一阻值為R的電阻。區(qū)域cdef內存在垂直軌道平面向下的有界勻強磁場,磁場寬度為s。一質量為m,電阻為r的金屬棒MN置于導軌上,與導軌垂直且接觸良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v為金屬棒運動速度)平行于導軌的水平力作用,從磁場的左邊界由靜止開始運動,測得電阻R兩端電壓隨時間均勻增大。(已知l=1m,m=1kg,R=0.3W,r=0.2W,s=1m)

(1)定性說明在力F作用下該金屬棒的運動性質(不需敘述理由)

(2)求金屬棒在力F作用下運動的加速度a的大小

(3)求磁感應強度B的大小

(4)若撤去外力F后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足v v0xv0為撤去外力F時棒的速度),且棒運動到ef處時恰好靜止,求外力F作用的時間

 

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如圖(1)所示,真空室中電極K發(fā)出的電子(初速不計)經(jīng)過U0=1000伏的加速電場后,由小孔S沿兩水平金屬板A、B間的中防線射入,A、B板長l=0.02米,相距d=0.020米,加在A、B兩板間的電壓u隨時間t變化u-t圖線如圖(2)所示,設A、B間的電場可看作是均勻的,且兩板外無電場,在每個電子通過電場區(qū)域的極短時間內,電場可視作恒定的.兩板右側放一記錄圓筒,筒的左側邊緣與極右端距離b=0.15米,筒繞其豎直軸勻速轉動,周期T=0.20秒,筒的周長s=0.20米,筒能接收到通過A、B板的全部電子.

(1)以t=0時[見圖(2)],此時u=0,電子打到圓筒記錄紙上的點作為xy坐標系的原點,并取y軸豎直向上,試計算電子打到記錄紙上的最高點的y坐標和x坐標.(不計重力作用)

(2)在給出的坐標紙圖(3)上定量地畫出電子打到記錄紙上的點形成的圖線.

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如圖甲所示,一個質量m=0.1 kg的正方形金屬框總電阻R=0.5 Ω,金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端(金屬框上邊與A重合),自靜止開始沿斜面下滑,下滑過程中穿過一段邊界與斜面底邊B平行、寬度為d的勻強磁場后滑至斜面底端(金屬框下邊與B重合),設金屬框在下滑過程中的速度為v,與此對應的位移為s,那么v2-s圖象(記錄了線框運動全部過程)如圖乙所示,已知勻強磁場方向垂直斜面向上.試問:(g取10 m/s2)

(1)根據(jù)v2-s圖象所提供的信息,計算出金屬框從斜面頂端滑至底端所需的時間為多少?

(2)勻強磁場的磁感應強度多大?

(3)現(xiàn)用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金屬框上,使金屬框從斜面底端B(金屬框下邊與B重合)由靜止開始沿斜面向上運動,勻速通過磁場區(qū)域后到達斜面頂端(金屬框上邊與A重合).試計算恒力F做功的最小值.

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如圖甲所示,一個質量m=0.1 kg的正方形金屬框總電阻R=0.5 Ω,金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端(金屬框上邊與A重合),自靜止開始沿斜面下滑,下滑過程中穿過一段邊界與斜面底邊B平行、寬度為d的勻強磁場后滑至斜面底端(金屬框下邊與B重合),設金屬框在下滑過程中的速度為v,與此對應的位移為s,那么v2-s圖象(記錄了線框運動全部過程)如圖乙所示,已知勻強磁場方向垂直斜面向上.試問:(g取10 m/s2)

(1)根據(jù)v2-s圖象所提供的信息,計算出金屬框從斜面頂端滑至底端所需的時間為多少?

(2)勻強磁場的磁感應強度多大?

(3)現(xiàn)用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金屬框上,使金屬框從斜面底端B(金屬框下邊與B重合)由靜止開始沿斜面向上運動,勻速通過磁場區(qū)域后到達斜面頂端(金屬框上邊與A重合).試計算恒力F做功的最小值.

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