【題目】如圖甲所示,足夠長的柔軟導(dǎo)線跨過滑輪懸掛兩條水平金屬棒MN、PQ ,棒長均為l=0.50m,電阻值均為R =1.0Ω的電阻。MN質(zhì)量m1=0.10kg, PQ質(zhì)量m2=0.20kg,整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向水平且垂直于MN和PQ。t=0時刻,對金屬棒MN施加一個豎直向下的外力F,使之由靜止開始運(yùn)動,運(yùn)動過程中電路中的電流I隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示。電路中其他部分電阻忽略不計(jì), g取10m/s2:
(1)求2.0s末金屬棒MN瞬時速度的大。
(2)求4.0s末力F的瞬時功率;
(3)已知0~3.0s時間內(nèi)MN上產(chǎn)生的熱量為0.36J,試計(jì)算F對金屬棒MN所做的功。
【答案】(1) 0.80m/s;(2)3.1W;(3)2.7J
【解析】
(1)根據(jù)雙棒反向切割磁感線,產(chǎn)生的電動勢為
E=2Blv
由閉合電路的歐姆定律可知,電路中的電流為
而由圖乙可得,t=2.0s時, I=0.4A,代入數(shù)據(jù)解得
v=0.80m/s
(2)由可知,金屬棒做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,由運(yùn)動學(xué)規(guī)律
v =at
解得金屬棒的加速度大小
a=0.40m/s2
對金屬棒進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律得
F+m1g-m2 g-2F安=(m1+m2)a
又F安=BIl
由題圖乙可得t=4.0s時,I=0.8A,代入數(shù)據(jù)解得
F安=0.4N,F=1.92N
由速度與電流的關(guān)系可知t=4.0s時,v=1.6m/s,根據(jù)
P= Fv
解得
P =3.1W
(3)MN與PQ串聯(lián),可知電路中產(chǎn)生的總熱量為
Q總=2×0.36J=0.72J
根據(jù)能量守恒定律有
又
v2=at2
聯(lián)立可得F對金屬棒所做的功
W=2.7J
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,長度均為L的光滑導(dǎo)軌OM、ON固定在豎直平面內(nèi),電阻不計(jì),兩導(dǎo)軌與豎直方向夾角均為30°。空間存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、長為L的導(dǎo)體棒受到豎直向上的拉力F作用,向下運(yùn)動,棒始終與y軸垂直對稱,且與導(dǎo)軌接觸良好,在導(dǎo)軌上運(yùn)動時棒上的電流強(qiáng)度恒定為I。導(dǎo)體棒單位長度電阻值為r,重力加速度為g。
(1)分析并說明該導(dǎo)體棒在軌道上做何種運(yùn)動;
(2)求棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動時拉力F的功率與y的關(guān)系;
(3)說明棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動過程中涉及的做功與能量變化的情況。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,放置在水平桌面上的兩條光滑無限長金屬導(dǎo)軌間距為L=1m,質(zhì)量m=1kg,電阻r=1Ω的光滑導(dǎo)體棒垂直放在導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌左端與阻值為R=3Ω的電阻相連,其余電阻不計(jì)。兩導(dǎo)軌間有方向垂直導(dǎo)軌平面向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T的勻強(qiáng)磁場,F(xiàn)給導(dǎo)體棒施加一水平向右的恒定拉力F,并測出速度隨時間變化的圖像如圖乙所示。
(1)求導(dǎo)體棒運(yùn)動過程中流過R電流的最大值;
(2)求t=1.6s時導(dǎo)體棒的加速度的大小;
(3)若導(dǎo)體棒在開始運(yùn)動的1.6s內(nèi)位移為x=8m,求這段時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量大小。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】a、b兩物體從同一位置沿同一直線運(yùn)動,它們的速度圖象如圖所示,下列說法正確的是
A. a、b加速時,物體a的加速度大于物體b的加速度
B. 20秒時,a、b兩物體相距最遠(yuǎn)
C. 60秒時,物體a在物體b的前方
D. 40秒時,a、b兩物體速度相等,相距200m
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】關(guān)于同一電場的電場線,下列表述正確的是
A. 電場線是客觀存在的
B. 電場線越密,表示電場強(qiáng)度越大
C. 沿著電場線方向電場強(qiáng)度變大
D. 電場線可以交叉或重合
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一根繩子吊著一只桶懸空靜止時,下列敘述中正確的是
A. 繩對桶的拉力與桶所受的重力是一對平衡力
B. 繩對桶的拉力與桶所受的重力是作用力和反作用力
C. 繩對桶的拉力與桶對地球的作用力是平衡力
D. 繩對桶的拉力與桶對地球的作用力是作用力和反作用力
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,R1=2Ω,R2=10Ω,R3=10Ω,A、B兩端接在電壓恒定的電源上,則( )
A.S斷開時,R1與R2的電流之比為1∶5
B.S閉合時通過R1與R2的電流之比為2∶1
C.S斷開與閉合兩種情況下,電阻R1兩端的電壓之比為2∶1
D.S斷開與閉合兩種情況下,電路中的總電阻之比為12:7
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在如圖甲所示的平面坐標(biāo)系內(nèi),有三個不同的靜電場:第一象限內(nèi)有固定在O點(diǎn)處的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場E1(未知),該點(diǎn)電荷的電荷量為,且只考慮該點(diǎn)電荷在第一象限內(nèi)產(chǎn)生電場;第二象限內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場E2(未知);第四象限內(nèi)有大小為,方向按圖乙周期性變化的電場E3,以水平向右為正方向,變化周期。一質(zhì)量為m,電荷量為+q的離子從(-x0,x0)點(diǎn)由靜止釋放,進(jìn)入第一象限后恰能繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動。以離子到達(dá)x軸時為計(jì)時起點(diǎn),已知靜電力常量為k,不計(jì)離子重力。求:
(1)離子在第一象限運(yùn)動時的速度大;
(2)第二象限電場強(qiáng)度E2的大;
(3)當(dāng)時,離子的坐標(biāo)。()
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【題目】小敏要將一量程為250A的微安表改裝成量程為5V的電壓表。由于微安表內(nèi)阻未知,小敏先用多用電表粗測得其內(nèi)阻約為1100。現(xiàn)有如下器材:
A. 待改裝的微安表
B. 標(biāo)準(zhǔn)電壓表
C. 電阻箱(0~99999. 9)
D. 滑動變阻器(0~10)
E. 學(xué)生電源
F.開關(guān),導(dǎo)線若干
(1)按粗測的微安表內(nèi)阻進(jìn)行電壓表改裝,應(yīng)將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為_________;
(2)改裝完成后,小敏利用上述器材設(shè)計(jì)了電路進(jìn)行校準(zhǔn),請完成校準(zhǔn)電路的實(shí)物圖連線;
(____)
(3)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電壓表的示數(shù)為5. 00V時,微安表的指針位置如圖所示。由此可以推測出所改裝的電壓表量程不是預(yù)期的5V,而是______V(保留兩位有效數(shù)字),導(dǎo)致該誤差產(chǎn)生的原因可能是_________;
A. 微安表的實(shí)際內(nèi)阻大于所測得的1100
B. 微安表的實(shí)際內(nèi)阻小于所測得的1100
(4)要達(dá)到預(yù)期目的,不必再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)精確測量微安表的內(nèi)阻,只需將電阻箱的阻值調(diào)整為______即可。
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