題目列表(包括答案和解析)
.(16分)如圖,光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置,電阻不計(jì),導(dǎo)軌間距為l,左側(cè)接一阻值為R的電阻。區(qū)域cdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)寬度為s。一質(zhì)量為m,電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v為金屬棒運(yùn)動(dòng)速度)平行于導(dǎo)軌的水平力作用,從磁場(chǎng)的左邊界由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),測(cè)得電阻R兩端電壓隨時(shí)間均勻增大。(已知l=1m,m=1kg,R=0.3W,r=0.2W,s=1m)
(1)定性說(shuō)明在力F作用下該金屬棒的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)(不需敘述理由)
(2)求金屬棒在力F作用下運(yùn)動(dòng)的加速度a的大小
(3)求磁感應(yīng)強(qiáng)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 =v0-x(v0為撤去外力F時(shí)棒的速度),且棒運(yùn)動(dòng)到ef處時(shí)恰好靜止,求外力F作用的時(shí)間
.(16分)如圖,光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置,電阻不計(jì),導(dǎo)軌間距為l,左側(cè)接一阻值為R的電阻。區(qū)域cdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)寬度為s。一質(zhì)量為m,電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v為金屬棒運(yùn)動(dòng)速度)平行于導(dǎo)軌的水平力作用,從磁場(chǎng)的左邊界由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),測(cè)得電阻R兩端電壓隨時(shí)間均勻增大。(已知l=1m,m=1kg,R=0.3W,r=0.2W,s=1m)
(1)定性說(shuō)明在力F作用下該金屬棒的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)(不需敘述理由)
(2)求金屬棒在力F作用下運(yùn)動(dòng)的加速度a的大小
(3)求磁感應(yīng)強(qiáng)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 =v0-x(v0為撤去外力F時(shí)棒的速度),且棒運(yùn)動(dòng)到ef處時(shí)恰好靜止,求外力F作用的時(shí)間
如圖(1)所示,真空室中電極K發(fā)出的電子(初速不計(jì))經(jīng)過(guò)U0=1000伏的加速電場(chǎng)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(zhǎng)l=0.02米,相距d=0.020米,加在A、B兩板間的電壓u隨時(shí)間t變化u-t圖線如圖(2)所示,設(shè)A、B間的電場(chǎng)可看作是均勻的,且兩板外無(wú)電場(chǎng),在每個(gè)電子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)可視作恒定的.兩板右側(cè)放一記錄圓筒,筒的左側(cè)邊緣與極右端距離b=0.15米,筒繞其豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),周期T=0.20秒,筒的周長(zhǎng)s=0.20米,筒能接收到通過(guò)A、B板的全部電子.
(1)以t=0時(shí)[見(jiàn)圖(2)],此時(shí)u=0,電子打到圓筒記錄紙上的點(diǎn)作為xy坐標(biāo)系的原點(diǎn),并取y軸豎直向上,試計(jì)算電子打到記錄紙上的最高點(diǎn)的y坐標(biāo)和x坐標(biāo).(不計(jì)重力作用)
(2)在給出的坐標(biāo)紙圖(3)上定量地畫(huà)出電子打到記錄紙上的點(diǎn)形成的圖線.
如圖甲所示,一個(gè)質(zhì)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(kāi)始沿斜面下滑,下滑過(guò)程中穿過(guò)一段邊界與斜面底邊B平行、寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后滑至斜面底端(金屬框下邊與B重合),設(shè)金屬框在下滑過(guò)程中的速度為v,與此對(duì)應(yīng)的位移為s,那么v2-s圖象(記錄了線框運(yùn)動(dòng)全部過(guò)程)如圖乙所示,已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向上.試問(wèn):(g取10 m/s2)
(1)根據(jù)v2-s圖象所提供的信息,計(jì)算出金屬框從斜面頂端滑至底端所需的時(shí)間為多少?
(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)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(kāi)始沿斜面向上運(yùn)動(dòng),勻速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后到達(dá)斜面頂端(金屬框上邊與A重合).試計(jì)算恒力F做功的最小值.
如圖甲所示,一個(gè)質(zhì)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(kāi)始沿斜面下滑,下滑過(guò)程中穿過(guò)一段邊界與斜面底邊B平行、寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后滑至斜面底端(金屬框下邊與B重合),設(shè)金屬框在下滑過(guò)程中的速度為v,與此對(duì)應(yīng)的位移為s,那么v2-s圖象(記錄了線框運(yùn)動(dòng)全部過(guò)程)如圖乙所示,已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向上.試問(wèn):(g取10 m/s2)
(1)根據(jù)v2-s圖象所提供的信息,計(jì)算出金屬框從斜面頂端滑至底端所需的時(shí)間為多少?
(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)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(kāi)始沿斜面向上運(yùn)動(dòng),勻速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后到達(dá)斜面頂端(金屬框上邊與A重合).試計(jì)算恒力F做功的最小值.
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