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如圖,足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ固定在一水平面上,兩導軌間距L=0.2m,電阻R=0.4Ω,電容C=2F,導軌上停放一質量m=0.1kg、電阻r=0.1Ω的金屬桿CD,導軌電阻可忽略不計,整個裝置處于方向豎直向上B=0.5T的勻強磁場中。現用一垂直金屬桿CD的外力F沿水平方向拉桿,使之由靜止開始向右運動。
(1)若開關S閉合,外力F恒為0.05N,求CD運動的最大速度;
(2)若開關S閉合,使CD以(1)問中的最大速度勻速運動,現使其突然停止并保持靜止不動,求在CD停止下來后,通過導體棒CD的電荷量;
(3)若開關S閉合,使CD以(1)問中的最大速度勻速運動,現突然斷開開關S并同時撤去外力F,求CD棒從斷開開關到停止運動的過程中通過CD棒的電荷量及CD滑過的距離。
解:(1)CD以最大速度運動時是勻速直線運動,即:

得:=2.5m/s
(2)CD以2.5m/s的速度勻速運動時,電容器上的電壓為UC,則有:
=0.2V,電容器下極板帶正電
電容器帶電:Q=CUC=4×10-7C
CD停下來后,電容通過MP、CD放電,通過CD的電量:
QCD==3.2×10-7C
(3)由動量定理,I安沖=
即:
得:
又:
得:
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

如圖甲所示,長方形金屬框abcd(下面簡稱方框),各邊長度為ac=bd=
l
2
、ab=cd=l,方框外側套著一個內側壁長分別為
l
2
及l的U型金屬框架MNPQ(下面簡稱U型框),U型框與方框之間接觸良好且無摩擦.兩個金屬框的質量均為m,PQ邊、ab邊和cd邊的電阻均為r,其余各邊電阻可忽略不計.將兩個金屬框放在靜止在水平地面上的矩形粗糙絕緣平面上,將平面的一端緩慢抬起,直到這兩個金屬框都恰能在此平面上勻速下滑,這時平面與地面的夾角為θ,此時將平面固定構成一個傾角為θ的斜面.已知兩框與斜面間的最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力.在斜面上有兩條與其底邊垂直的、電阻可忽略不計,且足夠長的光滑金屬軌道,兩軌道間的寬度略大于l,使兩軌道能與U型框保持良好接觸,在軌道上端接有電壓傳感器并與計算機相連,如圖乙所示.在軌道所在空間存在垂直于軌道平面斜向下、磁感強度大小為B的勻強磁場.

(1)若將方框固定不動,用與斜面平行,且垂直PQ邊向下的力拉動U型框,使它勻速向下運動,在U形框與方框分離之前,計算機上顯示的電壓為恒定電壓U0,求U型框向下運動的速度多大;
(2)若方框開始時靜止但不固定在斜面上,給U型框垂直PQ邊沿斜面向下的初速度v0,如果U型框與方框最后能不分離而一起運動,求在這一過程中電流通過方框產生的焦耳熱;
(3)若方框開始時靜止但不固定在斜面上,給U型框垂直PQ邊沿斜面向下的初速度3v0,U型框與方框將會分離.求在二者分離之前U型框速度減小到2v0時,方框的加速度.
注:兩個電動勢均為E、內阻均為r的直流電源,若并聯在一起,可等效為電動勢仍為E,內電阻為
r
2
的電源;若串聯在一起,可等效為電動勢為2E,內電阻為2r的電源.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖1所示的演示實驗,擊打彈簧片,可觀察到得現象是
A、B兩球同時落地
A、B兩球同時落地
,說明
平拋運動在豎直方向上是自由落體運動
平拋運動在豎直方向上是自由落體運動

如圖2所示的演示實驗,將兩個斜面固定在同一豎直面內,最下端水平,把兩個質量相等的小鋼球,從斜面的同一高度由靜止同時釋放,滑道2與足夠長的光滑水平板連接,則他將觀察到的現象是
球1落到光滑水平板上并擊中球2
球1落到光滑水平板上并擊中球2
,這說明
平拋運動在水平方向上是勻速直線運動.
平拋運動在水平方向上是勻速直線運動.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?上海模擬)如圖所示,在水平地面上固定一傾角θ=37?、足夠長的光滑斜面,小物體A以v1=6m/s的初速度沿斜面上滑,同時在物體A的正上方,有一小物體B以某一初速v2做平拋運動,如果當A上滑到最高點時恰好被物體B擊中,則物體B拋出時的初速度大小為v2=
2.4
2.4
m/s,物體A、B初始位置間的高度差為h=
6.8
6.8
m.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖(甲)所示,兩根足夠長的光滑平行金屬導軌相距為L1=0.4m,導軌平面與水平面成θ=300角,下端通過導線連接阻值R=0.6Ω的電阻.質量為m=0.2kg、阻值r=0.2Ω的金屬棒ab放在兩導軌上,棒與導軌垂直并保持良好接觸,整個裝置處于垂直導軌平同 向上的磁場中,取g=lOm/s2
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(1)若金屬棒距導軌下端L2=0.5m,磁場隨時間變化的規律如圖(乙)所示,為保持金屬棒靜止,試求加在金屬棒中央、沿斜面方向的外力隨時問變化的關系
(2)若所加磁場的磁感應強度大小恒為B’,通過額定功率Pm=l OW的小電動機對金屬棒施加沿斜面向上的牽引力,使其從靜止開始沿導軌做勻加速直線運動,經過 0.5s電動機達到額定功率,此后電動機功率保持不變.金屬棒運動的v-t圖象如圖(丙)所示.試求磁感應強度B’的大小和0.5s內電動機牽引力的沖量大小.

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科目:高中物理 來源:2013-2014江西省高三第七次考試物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,在足夠長的光滑平臺上,有一勁度系數為k的輕質彈簧,其一端固定在固定擋板上,另一端連接一質量為m的物體A .有一細繩通過定滑輪,細繩的一端系在物體A(細繩與平臺平行),另一端系有一細繩套,物體A處于靜止狀態.當在細繩套上輕輕掛上一個質量為m的物體B后,物體A將沿平臺向右運動,若彈簧的形變量是x 時彈簧的彈性勢能Ep kx2,則下列說法正確的有(??? )

A.AB物體組成的系統的機械能守恒

B.A的速度最大時,彈簧的伸長量為

C.物體A的最大速度值vm

D.細繩拉力對A的功等于A機械能的變化

 

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