【題目】如圖甲所示,定滑輪上繞一細(xì)線,線的一端系一質(zhì)量為M的重物,另一端系一質(zhì)量為m的金屬棒。金屬棒ab放在兩根間距為L的足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌與水平方向的夾角為θ,在兩導(dǎo)軌底端之間連接有阻值為R的電阻,導(dǎo)軌和金屬棒的電阻不計,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直向上。開始時金屬桿置于導(dǎo)軌下端,將重物由靜止釋放,重物最終能勻速下降,運動過程中金屬桿始終與兩導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知重力加速度為g。
(1)求重物勻速下降時的速度大;
(2)當(dāng)M勻速運動時,突然剪斷細(xì)線,金屬棒繼續(xù)沿導(dǎo)軌向上運動,當(dāng)滑行了一段距離s后達(dá)到最高點,求此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)對一定的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,重物取不同的質(zhì)量M,測出相應(yīng)的重物做勻速下降運動時的v值,得到實驗圖線如圖乙所示,圖中畫出了磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2時的兩條實驗圖線。試根據(jù)實驗結(jié)果計算比值。
【答案】(1)(2)(3)
【解析】試題分析:(1)重物勻速下降時,金屬桿勻速上升,合力為零.分析金屬桿的受力情況,由結(jié)合推導(dǎo)出安培力的表達(dá)式,即可由平衡條件求出重物勻速下降的速度v;(2)若M從靜止到勻速的過程中下降高度h的過程中,M的重力勢能減小轉(zhuǎn)化為m的重力勢能、系統(tǒng)的動能和內(nèi)能,根據(jù)能量守恒定律求解R上產(chǎn)生的焦耳熱.(3)根據(jù)第1題v的表達(dá)式,分析v-M圖象的斜率,結(jié)合圖象求出斜率,即可得到B1和B2的比值.
(1)設(shè)當(dāng)重物M勻速下降時的速度為v,則有
產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為
感應(yīng)電流為
金屬桿受到的安培力為
對于金屬桿受力平衡,有
對于重物M,有,
聯(lián)立以上各式解得
(2)設(shè)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q,對金屬桿和回路系統(tǒng),由能量守恒得
解得
(3)根據(jù)第(1)問求得的結(jié)果可知,v-M圖線的斜率為
由圖乙可得,
,代入數(shù)據(jù)解得
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【題目】一端開口的U形管內(nèi)由水銀柱封有一段空氣柱,大氣壓強(qiáng)為76cmHg,當(dāng)氣體溫度為27℃時空氣柱長為8cm,開口端水銀面比封閉端水銀面低2cm, 如下圖所示,求:
(1)當(dāng)氣體溫度上升到多少℃時,空氣柱長為10cm?
(2)若保持溫度為27℃不變,在開口端加入多長的水銀柱能使空氣柱長為6cm?
(以上結(jié)果均保留一位小數(shù))
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【題目】某金屬板在一束頻率為v1的光垂直照射下,恰能發(fā)生光電效應(yīng);改用另一束光照總能量與其相同、頻率為v2(v2>v1)的光垂直照射時,在相同時間內(nèi),金屬板的單位面積上有( )
A. 逸出的光電子的最大初動能不變
B. 逸出的光電子的最大初動能增加,
C. 逸出的光電子數(shù)減少
D. 逸出的光電子數(shù)不變
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【題目】以一定的初速度豎直向上拋出一個小球,小球上升的最大高度為h,運動中空氣阻力大小恒為f,則小球從拋出點到再回到拋出點的過程中,空氣阻力對小球做的功應(yīng)為( )
A. 0B. -fhC. -2fhD. -4fh
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【題目】教材中有這樣一則笑話:一位女士由于駕車超速而被警察攔。熳哌^來對她說:“太太,您剛才的車速是60公里每小時!”.這位女士反駁說:“不可能的!我才開了7分鐘,還不到一個小時,怎么可能走了60公里呢?”“太太,我的意思是:如果您繼續(xù)像剛才那樣開車,在下一個小時里您將駛過60公里.”“這也是不可能的.我沿著前面的彎路只要再行駛10公里就到家了,根本不需要再開過60公里.”下面選項中關(guān)于這則笑話中所涉及的物理量說法正確的是
A. 警察所說的“您剛才的車速是60公里每小時!”是指女士駕車的平均速度
B. 警察所說的“您剛才的車速是60公里每小時!”的實際意思是指下一小時女士真要開60公里
C. 女士所說的才開了7分鐘是指時間間隔
D. 女士所說的10公里是指從現(xiàn)在地點到她家的位移
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【題目】下列關(guān)于布朗運動和擴(kuò)散現(xiàn)象的說法中正確的是( )
A. 布朗運動和擴(kuò)散現(xiàn)象都可以在氣體、液體、固體中發(fā)生
B. 布朗運動和擴(kuò)散現(xiàn)象都是分子的運動
C. 布朗運動和擴(kuò)散現(xiàn)象都是溫度越高越明顯
D. 擴(kuò)散現(xiàn)象是外界作用(如對流、重力)引起的
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【題目】傳感器是一種采集信息的重要器件.如圖所示為測定壓力的電容式傳感器,A為固定電極,B為可動電極,組成一個電容大小可變的電容器.可動電極兩端固定,當(dāng)待測壓力施加在可動電極上時,可動電極發(fā)生形變,從而改變了電容器的電容.現(xiàn)已知該電容式傳感器充電完畢且電荷量不變,將它與靜電計相連,如圖所示.當(dāng)待測壓力增大時( )
A. 電容器的電容將增大,靜電計指針偏角將增大
B. 電容器的電容將增大,靜電計指針偏角將減小
C. 電容器的電容將減小,靜電計指針偏角將減小
D. 電容器的電容將不變,靜電計指針偏角不變
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【題目】關(guān)于家庭電路,下列說法中正確的是( )
A. 家庭電路采用的電壓為220V的交流電
B. 洗衣機(jī)、電冰箱等家用電器都使用三孔插座,是為了節(jié)約用電
C. 在家庭電路中,已有兩個燈泡正常發(fā)光,若再打開電視,則燈泡的亮度可能會變暗
D. 可以用銅絲代替保險絲,這樣可以防止斷電
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