(2010·天津卷)11.(18分)如圖所示,質(zhì)量m1=0.1kg,電阻R1=0.3Ω,長(zhǎng)度l=0.4m的導(dǎo)體棒ab橫放在U型金屬框架上。框架質(zhì)量m2=0.2kg,放在絕緣水平面上,與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,相距0.4m的MM’、NN’相互平行,電阻不計(jì)且足夠長(zhǎng)。電阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM’。整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力,ab從靜止開(kāi)始無(wú)摩擦地運(yùn)動(dòng),始終與MM’、NN’保持良好接觸,當(dāng)ab運(yùn)動(dòng)到某處時(shí),框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,g取10m/s2.

(1)求框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)ab速度v的大。
(2)從ab開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,MN上產(chǎn)生的熱量Q=0.1J,求該過(guò)程ab位移x的大小。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(2010·天津卷)12.(20分)質(zhì)譜分析技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各前沿科學(xué)領(lǐng)域。湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的質(zhì)譜裝置示意如圖,M、N為兩塊水平放置的平行金屬極板,板長(zhǎng)為L(zhǎng),板右端到屏的距離為D,且D遠(yuǎn)大于L,O’O為垂直于屏的中心軸線(xiàn),不計(jì)離子重力和離子在板間偏離O’O的距離。以屏中心O為原點(diǎn)建立xOy直角坐標(biāo)系,其中x軸沿水平方向,y軸沿豎直方向。

(1)設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m0、電荷量為q0的正離子以速度v0沿O’O的方向從O’點(diǎn)射入,板間不加電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí),離子打在屏上O點(diǎn)。若在兩極板間加一沿+y方向場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),求離子射到屏上時(shí)偏離O點(diǎn)的距離y0;
(2)假設(shè)你利用該裝置探究未知離子,試依照以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算未知離子的質(zhì)量數(shù)。
上述裝置中,保留原電場(chǎng),再在板間加沿-y方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)有電荷量相同的兩種正離子組成的離子流,仍從O’點(diǎn)沿O’O方向射入,屏上出現(xiàn)兩條亮線(xiàn)。在兩線(xiàn)上取y坐標(biāo)相同的兩個(gè)光點(diǎn),對(duì)應(yīng)的x坐標(biāo)分別為3.24mm和3.00mm,其中x坐標(biāo)大的光點(diǎn)是碳12離子擊中屏產(chǎn)生的,另一光點(diǎn)是未知離子產(chǎn)生的。盡管入射離子速度不完全相同,但入射速度都很大,且在板間運(yùn)動(dòng)時(shí)O’O方向的分速度總是遠(yuǎn)大于x方向和y方向的分速度。

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(2010·天津卷)7.為探究理想變壓器原、副線(xiàn)圈電壓、電流的關(guān)系,將原線(xiàn)圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上,副線(xiàn)圈連接相同的燈泡L1、L2,電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1,A2,導(dǎo)線(xiàn)電阻不計(jì),如圖所示。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后

A. A1示數(shù)變大,A1與A2示數(shù)的比值不變

B. A1示數(shù)變大,A1與A2示數(shù)的比值變大

C. V2示數(shù)變小,V1與V2示數(shù)的比值變大

D. V2示數(shù)不變,V1與V2示數(shù)的比值不變

 

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(2)假設(shè)你利用該裝置探究未知離子,試依照以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算未知離子的質(zhì)量數(shù)。

上述裝置中,保留原電場(chǎng),再在板間加沿-y方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)有電荷量相同的兩種正離子組成的離子流,仍從O’點(diǎn)沿O’O方向射入,屏上出現(xiàn)兩條亮線(xiàn)。在兩線(xiàn)上取y坐標(biāo)相同的兩個(gè)光點(diǎn),對(duì)應(yīng)的x坐標(biāo)分別為3.24mm和3.00mm,其中x坐標(biāo)大的光點(diǎn)是碳12離子擊中屏產(chǎn)生的,另一光點(diǎn)是未知離子產(chǎn)生的。盡管入射離子速度不完全相同,但入射速度都很大,且在板間運(yùn)動(dòng)時(shí)O’O方向的分速度總是遠(yuǎn)大于x方向和y方向的分速度。

 

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A.軌道半徑變小        B.向心加速度變小

C.線(xiàn)速度變小          D.角速度變小

 

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