高中物理

如图(俯视图)所示的电路中,电源内阻可不计,电阻R1=R2=Ro。平行光滑导轨PO、MN之间的距离为L,水平放置,接在R2两端。金属棒ab的电阻R3=,垂直于pQ、MN,所在区域有竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场。竖直放置的两平行金属板A、B之间的距离是d,分别与Q、N连接。闭合开关S,ab在大小为F的水平外力作用下恰好处于静止状态,待电路稳定后,一质量为m、电荷量为q的正粒子从A、B的左端某位置以初速度vo水平射入板间,从右端飞出时速度大小是2vo。不计粒子重力。(R1、R2、R3不是已知物理量,R0是已知物理量)求:
(1)电源的输出功率P是多大?
(2)粒子在A、B之间运动的过程中,沿垂直于板方向通过的距离y是多大?

  • 更新:2020-03-18
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如图所示,在坐标 xoy 平面内存在 B =2.0T的匀强磁场,OA 与OCA 为置于竖直平面内的光滑金属导轨,其中OCA 满足曲线方程,C为导轨的最右端,导轨OA 与OCA 相交处的O点和A 点分别接有体积可忽略的定值电阻R和 R2,其R= 4.0Ω、R= 12.0Ω。现有一足够长、质量 m =  0.10 kg 的金属棒 M N 在竖直向上的外力F 作用下,以v =3.0m/s的速度向上匀速运动,设棒与两导轨接触良好,除电阻 R1、R外其余电阻不计,g 取10m/s2,求:

(1)金属棒 M N 在导轨上运动时感应电流的最大值;
(2)外力F 的最大值;
(3)金属棒 M N 滑过导轨O C 段,整个回路产生的热量。

  • 更新:2020-03-18
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【2012•江苏常州水平监测】如图所示,水平的平行虚线间距为d,其间有磁感应强度为B的匀强磁场。一个长方形线圈的边长分别为L1、L2,且L2<d,线圈质量m,电阻为R。现将线圈由静止释放,测得当线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h时,其下边缘刚进入磁场和下边缘刚穿出磁场时的速度恰好相等。求:

(1)线圈刚进入磁场时的感应电流的大小;
(2)线圈从下边缘刚进磁场到下边缘刚出磁场(图中两虚线框所示位置)的过程做何种运动,求出该过程最小速度v;
(3)线圈进出磁场的全过程中产生的总焦耳热Q总。

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16分)如图甲所示,空间存在一垂直纸面向里的水平磁场,磁场上边界OM水平,以O点为坐标原点,OM为x轴,竖直向下为y轴,磁感应强度大小在x方向保持不变、y轴方向按B=ky变化,k为大于零的常数。一质量为m、电阻为R、边长为L的正方形线框abcd从图示位置静止释放,运动过程中线框经络在同一竖直平面内,当线框下降h0(h0<L)高度时达到最大速度,线框cd边进入磁场时开始做匀速运动,重力加速度为g。求:
(1)线框下降h0高度时速度大小v1和匀速运动时速度大小v2
(2)线框从开始释放到cd边刚进入磁场的过程中产生的电能ΔE;
(3)若将线框从图示位置以水平向右的速度v0抛出,在图乙中大致画出线框上a点的轨迹。

  • 更新:2020-03-18
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在如图所示的装置中,电源电动势为E,内阻不计,定值电阻为R1,滑动变阻器总阻值为R2,置于真空中的平行板电容器水平放置,极板间距为d.处在电容器中的油滴A恰好静止不动,此时滑动变阻器的滑片P位于中点位置.

求此时电容器两极板间的电压;
求该油滴的电性以及油滴所带电荷量q与质量m的比值;
现将滑动变阻器的滑片P由中点迅速向上滑到某位置,使电容器上的电荷量变化了Q1,油滴运动时间为t;再将滑片从该位置迅速向下滑动到另一位置,使电容器上的电荷量又变化了Q2,当油滴又运动了2t的时间,恰好回到原来的静止位置.设油滴在运动过程中未与极板接触,滑动变阻器滑动所用的时间与电容器充电、放电所用时间均忽略不计.求:Q1与Q2的比值.

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(14分)如图所示,匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里,大小随时间的变化率=kk为负的常量.用电阻率为ρ、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框,将方框固定于纸面内,其右半部位于磁场区域中.求:
(1)导线中感应电流的大小;
(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率.

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如图所示,将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出,穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里.线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半,线框离开磁场后继续上升一段高度,然后落下并匀速进人磁场.整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动.求:

(1)线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度V2; 
(2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度V1; 
(3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q.

  • 更新:2020-03-18
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如图(a)所示,间距为L电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上。在区域I内有方向垂直于斜面的匀强磁场,磁感应强度恒为B不变;在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场,其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如图(b)所示。t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑,同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上也由静止释放。在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF之前,cd棒始终静止不动,两棒均与导轨接触良好。
已知cd棒的质量为m、电阻为R,ab棒的质量、阻值均未知,区域Ⅱ沿斜面的长度为L,在t=tx时刻(tx未知)ab棒恰好进入区域Ⅱ,重力加速度为g。求:
(1)区域I内磁场的方向;
(2)通过cd棒中的电流大小和方向;
(3)ab棒开始下滑的位置离区域Ⅱ上边界的距离;
(4)ab棒开始下滑至EF的过程中,回路中产生总的热量。(结果用B、L、θ、m、R、g表示)

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如图所示,两电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角θ,导轨间距L,所在平面的正方形区域abcd内存在有界匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直斜面向上。将甲乙两个电阻相同、质量均为m的相同金属杆如图放置在导轨上,甲金属杆处在磁场的上边界,甲乙相距L。从静止释放两金属杆的同时,在甲金属杆上施加一个沿着导轨的外力F,使甲金属杆始终沿导轨向下做匀加速直线运动,加速度大小为gsinθ,乙金属杆刚进入磁场时作匀速运动。
(1)求金属杆乙刚进入磁场时的速度.
(2)自刚释放时开始计时,写出从开始到甲金属杆离开磁场,外力F随时间t的变化关系,并说明F的方向.
(3)若从开始释放到乙金属杆离开磁场,乙金属杆中共产生热量Q,试求此过程中外力F对甲做的功.

  • 更新:2020-03-18
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如图所示,质量,电阻,长度的导体棒横放在型金属框架上.框架质量,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数,相距0.4m的相互平行,电阻不计且足够长.电阻垂直于.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度.垂直于施加的水平恒力,从静止开始无摩擦地运动,始终与保持良好接触.当运动到某处时,框架开始运动.设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,

(1)求框架开始运动时速度的大小;

(2)从开始运动到框架开始运动的过程中,上产生的热量,求该过程位移的大小.



  • 更新:2020-03-18
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(18分)1897年汤姆逊发现电子后,许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。1907-1916年密立根用带电油滴进行实验,发现油滴所带的电荷量是某一数值的整数倍,于是称这数值为基本电荷。
如图所示,完全相同的两块金属板正对着水平放置,板间距离为。当质量为的微小带电油滴在两板间运动时,所受空气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电压时,可以观察到油滴竖直向下做匀速运动,通过某一段距离所用时间为;当两板间加电压(上极板的电势高)时,可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动,且在时间内运动的距离与在时间内运动的距离相等。忽略空气浮力。重力加速度为

(1)判断上述油滴的电性,要求说明理由;
(2)求上述油滴所带的电荷量
(3)在极板间照射X射线可以改变油滴的带电量。再采用上述方法测量油滴的电荷量。如此重复操作,测量出油滴的电荷量如下表所示。如果存在基本电荷,请根据现有数据求出基本电荷的电荷量(保留到小数点后两位)。

实验次序
1
2
3
4
5
电荷量

0.95
1.10
1.41
1.57
2.02
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在如图所示的空间里,存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为。在竖直方向存在交替变化的匀强电场(竖直向上为正),电场大小为。一倾角为θ、长度足够的光滑绝缘斜面放置在此空间。斜面上有一质量为m,带电量为-q的小球,从t=0时刻由静止开始沿斜面下滑,设第1秒内小球不会离开斜面,重力加速度为g。求:
(1)第1秒末小球的速度。
(2)第2秒内小球离开斜面的最大距离。
(3)若假设第5秒内小球未离开斜面,θ角应满足什么条件?

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(14分)如图所示,电荷量均为q,质量分别为m和2m的小球A和B,中间有细线相连。在电场中以v0匀速上升。某时刻细线断开,求:(1)电场强度的大小;(2)当B球速度为零时,小球A的速度大小;(3)自绳子断开到B球速度为零的过程中,两球机械能的增量。

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图中虚线MN是一垂直纸面的平面与纸面的交线,在平面右侧的半空间存在一磁感强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向外。O是MN上的一点,从O点可以向磁场区域发射电量为+q、质量为m、速率为v的粒子,粒子射入磁场时的速度可在纸面内各个方向。已知先后射入的两个粒子恰好在磁场中给定的P点相遇,P到O的距离为L。不计重力及粒子间的相互作用。
(1)求所考察的粒子在磁场中的轨道半径。
(2)求这两个粒子从O点射入磁场的时间间隔。

来源:1999年全国普通高等学校招生统一考试物理试题(全国卷)24小题
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如图所示,间距为L、电阻为零的U形金属竖直轨道,固定放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面里。竖直轨道上部套有一金属条bc,bc的电阻为R,质量为2m,可以在轨道上无摩擦滑动,开始时被卡环卡在竖直轨道上处于静止状态。在bc的正上方高H处,自由落下一质量为m的绝缘物体,物体落到金属条上之前的瞬问,卡环立即释改,两者一起继续下落。设金属条与导轨的摩擦和接触电阻均忽略不计,竖直轨道足够长。求:
(1)金属条开始下落时的加速度;
(2)金属条在加速过程中,速度达到v1时,bc对物体m的支持力;
(3)金属条下落h时,恰好开始做匀速运动,求在这一过程中感应电流产生的热量。

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高中物理电学实验计算题