【題目】如圖甲所示,一邊長L=2.5 m、質(zhì)量m=0.5 kg的正方形金屬線框,放在光滑絕緣的水平面上,整個裝置放在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8 T的勻強(qiáng)磁場中,它的一邊與磁場的邊界MN重合,在水平力F作用下由靜止開始向左運動,經(jīng)過5 s線框被拉出磁場,測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如圖乙所示.在金屬線框被拉出的過程中
(1)求通過線框截面的電荷量及線框的電阻;
(2)寫出水平力F隨時間變化的表達(dá)式;
(3)已知在這5 s內(nèi)力F做功1.92 J,那么在此過程中,線框產(chǎn)生的焦耳熱是多少?
【答案】(1)1.25 C 4 Ω (2)F=(0.2t+0.1)N (3)1.67 J
【解析】
(1)根據(jù), It圖象的面積等于電量,則由圖像得:
q=1.25 C
又根據(jù)
,
得
R=4 Ω.
(2)由電流圖象可知,感應(yīng)電流隨時間變化的規(guī)律:
I=0.1 t(A)
由感應(yīng)電流,可得金屬線框的速度隨時間也是線性變化的,
v==0.2t(m/s)
線框做勻加速直線運動,加速度
a=0.2 m/s2
線框在外力F和安培力FA作用下做勻加速直線運動,
F-FA=ma
所以水平力F隨時間變化的表達(dá)式為
F=(0.2t+0.1)N.
(3)當(dāng)t=5 s時,線框從磁場中拉出時的速度
v5=at=1 m/s
線框中產(chǎn)生的焦耳熱為
Q=W-mv52=1.67 J.
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【題目】如圖所示,質(zhì)量為M的物體P穿在離心機(jī)的水平光滑滑桿上,P用繩子與另一質(zhì)量為m的物體Q相連。某次離心機(jī)以角速度ω旋轉(zhuǎn),系統(tǒng)穩(wěn)定時P與轉(zhuǎn)軸的距離為R,P的線速度大小為v。另一次離心機(jī)以角速度2ω旋轉(zhuǎn),系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時( 。
A.P受到的向心力大小為mg
B.P與轉(zhuǎn)軸的距離是
C.P與轉(zhuǎn)軸的距離是
D.P的線速度大小為2v
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【題目】如圖所示,有一個半徑為R的光滑圓軌道,現(xiàn)給小球一個初速度,使小球在豎直面內(nèi)做圓周運動,則關(guān)于小球在過最高點的速度v,下列敘述中正確的是( )
A. v的極小值為
B. v由零逐漸增大,軌道對球的彈力逐漸增大
C. 當(dāng)v由值逐漸增大時,軌道對小球的彈力也逐漸增大
D. 當(dāng)v由值逐漸減小時,軌道對小球的彈力逐漸增大
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【題目】我們知道,處于自然狀態(tài)的水都是向重力勢能更低處流動的,當(dāng)水不再流動時,同一滴水在水表面的不同位置具有相同的重力勢能,即水面是等勢面。通常穩(wěn)定狀態(tài)下水面為水平面,但將一桶水繞豎直固定中心軸以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動,穩(wěn)定時水面呈凹狀,如圖所示。這一現(xiàn)象依然可用等勢面解釋:以桶為參考系,桶中的水還多受到一個“力”,同時水還將具有一個與這個“力”對應(yīng)的“勢能”。為便于研究,在過桶豎直軸線的平面上,以水面最低處為坐標(biāo)原點、以豎直向上為y軸正方向建立xOy直角坐標(biāo)系,質(zhì)量為m的小水滴(可視為質(zhì)點)在這個坐標(biāo)系下具有的“勢能”可表示為。該“勢能”與小水滴的重力勢能之和為其總勢能,水會向總勢能更低的地方流動,穩(wěn)定時水表面上的相同質(zhì)量的水將具有相同的總勢能。根據(jù)以上信息可知,下列說法中正確的是( )
A.與該“勢能”對應(yīng)的“力”的方向指向O點
B.與該“勢能”對應(yīng)的“力”的大小隨x的增加而減小
C.該“勢能”的表達(dá)式是選取了y軸處“勢能”為零
D.穩(wěn)定時桶中水面的縱截面為圓的一部分
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【題目】如圖所示,正方形線框的邊長為L,電容器的電容為C,正方形線框的一半放在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度以k為變化率均勻減小時,則( )
A.線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為
B.電壓表沒有讀數(shù)
C.a點的電勢高于b點的電勢
D.電容器所帶的電荷量為零
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【題目】如圖所示,先接通S使電容器充電,然后斷開S.當(dāng)增大兩極板間距離時,電容器所帶電荷量Q、電容C、兩板間電勢差U,電容器兩極板間場強(qiáng)E的變化情況是( )
A. Q不變,C變小,U變大,E不變
B. Q變小,C不變,U不變,E變小
C. Q變小,C變小,U不變,E不變
D. Q不變,C變小,U變小,E變小
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【題目】對于如圖所示電場中的A、B、C三點,下列判斷正確的是( )
A. B點的電場強(qiáng)度最大
B. A點的電勢最高
C. 正電荷在B點受到的電場力最大
D. 負(fù)電荷在A點具有的電勢能最大
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【題目】如圖所示,小物體A和B通過輕質(zhì)彈簧和輕繩跨過光滑定滑輪連接,初狀態(tài)在外力控制下系統(tǒng)保持靜止,輕彈簧處于原長,且輕彈簧上端離滑輪足夠遠(yuǎn),A離地面足夠高,物體A和B同時從靜止釋放,釋放后短時間內(nèi)B能保持靜止,A下落h高度時,B開始沿斜面上滑,則下列說法中正確的是( )
A. B滑動之前,A機(jī)械能守恒
B. B滑動之前,A機(jī)械能減小
C. B滑動之前,A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
D. B滑動之后,A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
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【題目】如圖所示,ABC為在豎直平面內(nèi)的金屬半圓環(huán),AC連線水平,AB為固定在AB兩點間的直金屬棒,在直棒上和圓環(huán)的BC部分分別套著兩個相同的小環(huán)M、N,現(xiàn)讓半圓環(huán)繞對稱軸以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動,半圓環(huán)的半徑為R,小圓環(huán)的質(zhì)量均為m,棒和半圓環(huán)均光滑,已知重力加速度為g,小環(huán)可視為質(zhì)點,則M、N兩環(huán)做圓周運動的線速度之比為( 。
A.B.
C.D.
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