②电阻箱电阻调至如图(3)所示,则其电阻读数为
电压表的分度值是0.1V,要估计到分度值的下一位;电压表读数如图(4)所示,则其读数为1.50V。
因为R与R0串联,所以
,即
,解得
③根据闭合电路欧姆定律可得:根据根据
图的截距得 图的斜率得
,解得:
,解得:
,变形得:
11. 如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.4m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.5T方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场,金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.5Ω的直流电源,现把个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)通过导体棒的电流I的大小; (2)导体棒受到的安培力F的大小及方向; (3)导体棒受到的摩擦力f的大小及方向 【答案】(1)1.5A(2)0.30N(3)0.06N
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(2) 导体棒受到的安培力
由左手定则可得,安培力F方向平行斜面向上。 (3) 导体棒所受重力沿斜面向下的分力
由于F1小于安培力。故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f 画出导体棒的受力示意图如图:
则据共点力平衡条件,解得
12. 如图所示,两平行金属板E、F之间电压为U.两足够长的平行边界MN、PQ区城内,有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力)、由E板中央处静止释放、经F板上的小孔射出后,垂直进入磁场,且进入磁场时与边界MN成60°角,最终粒子从边界MN离开磁场,求:
(1)粒子离开电场时的速度v及粒子在磁场中做圆周运动的半径r; (2)两边界MN、PQ的最小距离d; (3)粒子在磁场中运动的时间t. 【答案】(1)
;
(2)
(3)
,解得:
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【解析】(1) 设粒子离开电场时的速度为v.由动能定理有
粒子离开电场后,垂直进入磁场,由洛仑兹力提供向心力:(2) 最终粒子从边界MN离开磁场,临界的轨迹如图所示:
,解得:
则,解得:
两边界MN、PQ的最小距离为(3) 粒子在磁场中做圆周运动的周期
由图可得粒子在磁场中转过的圆心角θ=240° 粒子在磁场中运动的时间
联立解得:
13. 如图,水平面MN右端N处与水平传送带恰好平齐且很靠近,传送带以速率v=lm/s逆时针匀速转动,水平部分长度L=lm.物块B静止在水平面的最右端N处、质量为mA=lkg的物块A在距N点s=2.25m处以v0=5m/s的水平初速度向右运动、再与B发生碰撞并粘在一起,若B的质量是A的k倍,A、B与水平面和传送带的动摩擦因数都为μ=0.2、物块均可视为质点,取g=l0m/s2.
(1)求A到达N点与B碰撞前的速度大小;
(2)求碰撞后瞬间AB的速度大小及碰撞过程中产生的内能;
(3)讨论k在不同数值范围时,A、B碰撞后传送带对它们所做的功W的表达式
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【答案】(1)4m/s(2); (3)见解析;
,解得:
【解析】(1)设碰撞前A的速度为v1.由动能定理得
(2)设碰撞后A、B速度为v2,且设向右为正方向,由动量守恒定律得
,
解得:
由系统能量转化与守恒可得
(3)①如果AB能从传送带右侧离开,必须满足:传送带对它们所做的功②当v2≤v时有:k≥3
,解得:
,解得:
即AB先减速到0再返回,到传送带左端时速度仍为v2; 这个过程传送带对AB所做的功
③当1≤k<3时,AB沿传送带向右减速到速度为零,再向左加速,当速度与传送带速度相等时与传送带一起匀速运动到传送带的左端。 在这个过程中传送带对AB所做的功
,解得:
点睛:整体滑上传送带后运动情况的各种可能性分析是解题的关键。
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