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【題目】如圖所示,有兩根足夠長、不計電阻,相距L的平行光滑金屬導軌cd、ef與水平面成θ角固定放置,底端接一阻值為R的電阻,在導軌平面內有磁感應強度為B的勻強磁場,方向垂直于導軌平面斜向上。現有一平行于ce,垂直于導軌,質量為m,電阻不計的金屬桿ab,在沿導軌平面向上的恒定拉力F作用下,從底端ce由靜止開始沿導軌向上運動,當ab桿速度達到穩定后,撤去拉力F,最后ab桿又沿軌道勻速回到ce端。已知ab桿向上和向下運動的最大速度相等。求:

(1)ab桿最后回到ce端的速度大小

(2)拉力F的大小

【答案】(1) (2)2mgsinθ

【解析】

試題分析:當ab桿沿導軌上滑達到最大速度v時,其受力如圖所示:

由平衡條件可知:F-FB-mgsinθ=0

FB=BIL

聯立①②③式得:Fmgsinθ=0

同理可得,ab桿沿導軌下滑達到最大速度時:mgsinθ=0

聯立④⑤兩式解得:F=2mgsinθ

故桿ab最后回到ce端的速度,拉力F的大小為2mgsinθ

練習冊系列答案
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【題目】關于自由落體運動的加速度,正確的是(  )

A. 重的物體下落的加速度大

B. 同一地點,輕、重物體下落的加速度一樣大

C. 這個加速度在地球上任何地方都一樣大

D. 這個加速度在地球赤道比在地球北極大

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【題目】溫度傳感器廣泛應用于空調、電冰箱等家用電器中,它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性來工作的。如圖甲所示,電源的電動勢E9.0V,內阻不計,G為靈敏電流計,內阻Rg保持不變;R為熱敏電阻,其電阻阻值與溫度的變化關系如圖乙所示。閉合開關S,當R的溫度等于20℃時,電流表示數I12mA;當電流表的示數I23.6mA時,熱敏電阻的溫度是(

A. 60℃ B. 80℃ C. 100℃ D. 120℃

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【題目】在如圖所示的電路中,a、b為兩個完全相同的燈泡,L為電阻可忽略不計的自感線圈,E為電源S為開關.關于兩燈泡點亮和熄滅的先后次序下列說法正確的是(  )

A. 合上開關,a先亮,b后亮;斷開開關,a、b同時熄滅

B. 合上開關,b先亮,a后亮;斷開開關,a先熄滅,b后熄滅

C. 合上開關,b先亮,a后亮;斷開開關,a、b同時熄滅

D. 合上開關,a、b同時亮;斷開開關,b先熄滅,a后熄滅

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【題目】明代詩人曾寫下這樣一首詩:空手把鋤頭,步行騎水牛;人在橋上走,橋流水不流。其橋流水不流中的橋流應理解成其選擇的參考系是(

A.

B.

C.

D. 地面

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【題目】攝制組在某大樓邊拍攝武打片,要求特技演員從地面飛到屋頂.為此導演在某房頂離地H=8m處架設了輪軸,如圖所示,輪和軸的直徑之比為3:1,特技演員的質量m=60kg,若軌道車從圖中A前進s=6mB處時速度為v=5m/s,人和車可視為質點,輪軸的質量不計,輪軸的大小相對于H可忽略,g10m/s2.則這一過程中 ( )

A. 演員上升的高度h=2m

B. 演員上升的高度h=6m

C. 演員的速度變化量是9m/s

D. 鋼絲對演員做的功W=3870 J

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【題目】使用回旋加速器的實驗需要把離子束從加速器中引出,離子束引出的方法有磁屏蔽通道法和靜電偏轉法等。質量為m,速度為v的離子在回旋加速器內旋轉,旋轉軌道時半徑為r的圓,圓心在O點,軌道在垂直紙面向外的勻強磁場中,磁感應強度為B。為引出離子束,使用磁屏蔽通道法設計引出器。引出器原理如圖所示,一堆圓弧形金屬板組成弧形引出通道,通道的圓心位于點(點圖中未畫出)。引出離子時,令引出通道內磁場的磁感應強度降低,從而使離子從P點進入通道,沿通道中心線從Q點射出。已知OQ長度為L。OQ與OP的夾角為

(1)求離子的電荷量q并判斷其正負

(2)離子從P點進入,Q點射出,通道內勻強磁場的磁感應強度應降為,求

(3)換用靜電偏轉法引出離子束,維持通道內的原有磁感應強度B不變,在內外金屬板間加直流電壓,兩板間產生徑向電場,忽略邊緣效應。為使離子仍從P點進入,Q點射出,求通道內引出軌跡處電場強度E的方向和大小

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【題目】如圖軌道ABCD平滑連接,其中AB為光滑的曲面,BC為粗糙水平面且摩擦因數為μCD為半徑為r內壁光滑四分之一圓管,管口D正下方直立一根勁度系數為k的輕彈簧(下端固定,上端恰好與D端齊平)。質量為m的小球在曲面上距BC高為3r的地方由靜止下滑,進入管口C端時與圓管恰好無壓力作用,通過CD后壓縮彈簧,壓縮過程中速度最大時彈簧彈性勢能為EP。求:

1)水平面BC的長度S

2)小球向下壓縮彈簧過程中的最大動能EKm

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【題目】如圖所示間距l0.3 m的平行金屬導軌a1b1c1a2b2c2分別固定在兩個豎直面內.在水平面a1b1b2a2區域內和傾角θ37°的斜面c1b1b2c2區域內分別有磁感應強度B10.4 T、方向豎直向上和B21 T、方向垂直于斜面向上的勻強磁場.電阻R0.3 Ω、質量m10.1 kg、長為l的相同導體桿KSQ分別放置在導軌上S桿的兩端固定在b1b2KQ桿可沿導軌無摩擦滑動且始終接觸良好.一端系于K桿中點的輕繩平行于導軌繞過輕質定滑輪自然下垂繩上穿有質量m20.05 kg的小環.已知小環以a6 m/s2的加速度沿繩下滑K桿保持靜止Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運動.不計導軌電阻和滑輪摩擦繩不可伸長.取g10 m/s2sin 37°0.6cos 37°0.8.求:

(1)小環所受摩擦力的大小;

(2)Q桿所受拉力的瞬時功率.

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