【題目】如圖,絕緣光滑斜面傾角θ=370,在區(qū)域I內有垂直于斜面向上的勻強磁場,區(qū)域Ⅱ內有垂直于斜面向下的勻強磁場,磁感應強度大小均為B=1T,寬度均為d=0.4m,MN為兩磁場的分界線.質量為0.06kg的矩形線框abcd,邊長分別為L=0.6m和d=0.4m,置于斜面上端某處,ab邊與磁場邊界、斜面底邊平行.由靜止釋放線框,線框沿斜面下滑,恰好勻速進入?yún)^(qū)域I,已知線框的總電阻R=0.5Ω.
(1)求ab邊在區(qū)域I內運動時,線框的速度v0的大。
(2)求當ab邊剛進入?yún)^(qū)域Ⅱ時,線框的發(fā)熱功率P;
(3)將ab邊進入?yún)^(qū)域Ⅱ時記為t=0時刻,為使線框此后能以大小為0.4m/s2方向沿斜面向上的加速度做勻變速運動,需在線框上施加一沿斜面方向的外力,求t=0時的外力F;
(4)請定性畫出(3)的情景中,t=0之后外力F隨時間t變化的圖像.
【答案】(1)(2)(3)(4)如圖所示
【解析】試題分析: (1)由
解得
(2)ab邊剛過MN時
線框的發(fā)熱功率:
(3)t=0時,
,沿斜面向下.
(4)線框減速到零所需時間:
下行距離<d,所以線框下行未出區(qū)域II便開始沿斜面向上運動。
隨著時間t的變化:外力F先沿斜面向下均勻減小,再沿斜面向上均勻增大,再突然減小,再沿斜面向上均勻增大,又突然減小;最后沿斜面向上保持不變.
0~2.5s期間ab邊在區(qū)域II運動,
得:
t=0時,F=1.056N,沿斜面向下,
t=2.5s時,F=-1.824N,沿斜面向上,
突變后F=-0.744N,沿斜面向上,ab出區(qū)域II前后:F=-0.924N突變?yōu)?/span>-0.384N.
設t=t3時刻ab邊恰好出區(qū)域II,-0.4=0.5t3-×0.4×t32,
可求出t3≈3.14s,此刻速度約為0.75m/s,
,此過程,因為隨時間線性變化,所以F也隨時間t線性變化,,沿斜面向下0.25s.
ab邊再次回到分界線MN,,
此時,沿斜面向下.
,沿斜面向上.
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【題目】有一帶電粒子沿圖中的AB曲線穿過一勻強電場,a、b、c、d均為勻強電場中的等勢面,且電勢φa<φb<φc<φd,若不計粒子所受重力,那么下列說法錯誤的是
A.粒子一定帶負電
B.粒子的運動軌跡是拋物線
C.從A點運動到B點粒子的電勢能增加
D.從A點到B點過程中電勢能與動能之和不變
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【題目】如圖為包含某邏輯電路的一個簡單電路,L為小燈泡,光照射電阻R2時,其阻值將變得遠小于電阻R1。當R2受到光照時,下列判斷正確的是
A.A點為高電勢,燈L不發(fā)光
B.A點為低電勢,燈L不發(fā)光
C.A點為高電勢,燈L發(fā)光
D.A點為低電勢,燈L發(fā)光
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【題目】如圖,將一個矩形金屬線框折成框架abcdefa,置于傾角為37°的絕緣斜面上, 0.2m,abcf在斜面上,cdef在豎直面內,ab與ed邊質量均為0.01kg,其余邊質量不計,框架總電阻為0.5Ω。從t=0時刻起,沿斜面向上加一勻強磁場,磁感應強度隨時間變化的關系為B=kt,其中k=0.5T/s,則線框中感應電流的大小為________A,t=_______s時ab邊對斜面的壓力恰好為零。
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【題目】如圖,有一質量為2kg的物體放在長為1m的斜面頂部,斜面傾角θ=37°.
(1)若由靜止釋放物體,1s后物體到達斜面底端,則物體到達斜面底端時的速度大小為多少?
(2)物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為多少?
(3)若給物體施加一個豎直方向的恒力,使其由靜止釋放后沿斜面向下做加速度大小為1.5m/s2的勻加速直線運動,則該恒力大小為多少?
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【題目】下列與α粒子相關的說法中正確的是( 。
A.天然放射現(xiàn)象中產生的α射線速度與光速相當,穿透能力很強
B.(鈾238)核放出一個α粒子后就變?yōu)?/span>(釷234)
C.高速α粒子轟擊氮核可從氮核中打出中子,核反應方程為
D.丹麥物理學家玻爾用α粒子轟擊氮核,第一次實現(xiàn)了人工轉變
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【題目】欲用伏安法測定一段阻值約為5 Ω左右的金屬導線的電阻,要求測量結果盡量準確,現(xiàn)備有以下器材:
A.電池組(3 V,內阻1 Ω)
B.電流表(0~3 A,內阻0.012 5 Ω)
C.電流表(0~0.6 A,內阻0.125 Ω)
D.電壓表(0~3 V,內阻3 kΩ)
E.電壓表(0~15 V,內阻15 kΩ)
F.滑動變阻器(0~20 Ω,額定電流1 A)
G.滑動變阻器(0~2 000 Ω,額定電流0.3 A)
H.開關、導線
(1)上述器材中應選用的是________________.(填寫各器材的字母代號)
(2)實驗電路應采用電流表________(填“內”或“外”)接法.
(3)設實驗中,電流表、電壓表的某組示數(shù)如下圖所示,圖示中I=________A,U=________V.
(4)為使通過待測金屬導線的電流能在0~0.5 A范圍內改變,請按要求下面的方框圖中畫出測量待測金屬導線的電阻Rx的原理電路圖,然后根據(jù)你設計的原理電路用筆畫線代替導線將給定的器材連成實驗電路.________________
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【題目】如圖甲所示,兩條足夠長的光滑平行金屬導軌豎直放置,導軌間距為,兩導軌上端接有電阻,阻值,虛線下方存在垂直于導軌平面向里的勻強磁場,磁場的磁感應強度為,現(xiàn)將質量為、電阻不計的金屬桿ab,從上方某處由靜止釋放,金屬桿在下落的過程中與導軌保持良好接觸,且始終保持水平,不計導軌的電阻,已知金屬板下落的過程中加速度a與下落距離h的關系如圖乙所示,重力加速度,則( )
A.金屬桿剛進入磁場時的速度為
B.下落了時速度為
C.金屬桿下落的過程中,在電阻R上產生的熱量為
D.金屬桿下落的過程中,通過電阻R的電荷量為
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【題目】如圖所示,圓柱形區(qū)域的橫截面在沒有磁場的情況下,帶電粒子(不計重力)以某一初速度沿截面直徑方向入射時,穿過此區(qū)域的時間為t;若該區(qū)域加沿軸線方向的勻強磁場,磁感應強度為B,帶電粒子仍以同一初速度沿截面直徑入射,粒子飛出此區(qū)域時,速度方向偏轉了 ,根據(jù)上述條件可求得的物理量為( )
A.帶電粒子的初速度
B.帶電粒子在磁場中運動的半徑
C.帶電粒子在磁場中運動的周期
D.帶電粒子的比荷
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