【題目】如圖所示,光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在豎直平面內(nèi),兩導(dǎo)軌間的距離為L,導(dǎo)軌間連接一個定值電阻,阻值為R,導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m,電阻為的金屬桿ab,金屬桿始終與導(dǎo)軌連接良好,其余電阻不計,整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向里。重力加速度為g,現(xiàn)讓金屬桿從虛線水平位置處由靜止釋放。
(1)求金屬桿的最大速度vm;
(2)若從金屬桿開始下落到剛好達(dá)到最大速度的過程中,金屬桿下落的位移為x,經(jīng)歷的時間為t,為了求出電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q,某同學(xué)做了如下解答:
①
②
③
聯(lián)立①②③式求解出Q。
請判斷該同學(xué)的做法是否正確;若正確請說明理由,若不正確請寫出正確解答。
(3)在金屬桿達(dá)最大速度后繼續(xù)下落的過程中,通過公式推導(dǎo)驗證:在Δt時間內(nèi),重力對金屬桿所做的功WG等于電路獲得的電能W電,也等于整個電路中產(chǎn)生的焦耳熱Q。
【答案】(1)(2)不正確;(3)見解析;
【解析】(1)金屬桿下落中受重力和安培力兩個力作用,其運動滿足:
金屬桿做加速度減小的加速運動,當(dāng)加速度為零時,速度達(dá)到最大,mg=F安
F安=BIL
解得:
(2)該同學(xué)的做法不正確;
解:從金屬桿開始下落到剛好達(dá)到最大速度的過程中,由動能定理有:
解得:
(3)電動勢E感=BLv,因金屬桿達(dá)到最大速度后做勻速直線運動,
由平衡條件有:G=F安=BIL
在Δt時間內(nèi),重力對金屬桿所做的功WG=GvΔt= F安vΔt=BILvΔt
電路獲得的電能W電=qE感=E感IΔt=BILvΔt
故重力對金屬桿所做的功WG等于電路獲得的電能W電
回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q=I2(R+r)Δt=I(R+r)IΔt=qE感=E感IΔt=W電
故電能W電等于整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q。
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【題目】下列說法中正確的是_______(填正確答案標(biāo)號。選對1個得3分,選對2個得4分,選對3個得6分。每選錯1個扣3分,最低得分為0分)。
A.氡的半衰期為3 8天,若取4個氡原子核,經(jīng)7 6天后就一定剩下1個氡原子核了
B.核反應(yīng) 是若干核裂變反應(yīng)中的一種,x是中子,m=3
C.光是一種概率波
D.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性
E.按照玻爾理論,氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時,電子的動能減小,電勢能增大,原子的總能量減小
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【題目】關(guān)于電功和電熱,下列說法中正確的是( )
A. 電流在電路中所做的功一定大于電熱
B. 電路中只有電阻時,電功等于電熱
C. 電流在電路中所做的功一定等于電熱
D. 在電路中包含有電動機(jī)、電解槽時電流做功把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能、化學(xué)能、熱能;此時電功大于電熱
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【題目】如圖甲所示,一個質(zhì)量為M的木板靜止在光滑的水平桌面上,用勁度系數(shù)為k的輕彈簧將板連在豎直墻上,開始時彈簧處于原長.一質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點)從木板左端以初速度v0滑上長木板,最終恰好停在長木板的右端.通過傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)繪制了物塊和木板的v-t圖象,如圖乙所示,其中A為物塊的v-t圖線,B為木板的v-t圖線且為正弦函數(shù)圖線.根據(jù)圖中所給信息,求:
(1)物塊與木板間的滑動摩擦因數(shù)μ;
(2)從開始到t=系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q;
(3)若物塊從木板左端以更大的初速度v1滑上長木板,則初速度v1取何值時,才能讓木板與彈簧組成的系統(tǒng)最終獲得最大的機(jī)械能.
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【題目】某同學(xué)想描繪兩個非線性電阻的伏安特性曲線,實驗電路圖如圖甲所示
⑴在圖乙中以筆劃線代替導(dǎo)線,按實驗要求將實物圖中的連線補(bǔ)充完整。
⑵該同學(xué)利用圖甲的原理圖分別作出了這兩個非線性電阻的伏安特性曲線,如圖所示。由圖可知,這兩個元件的阻值隨電壓的增大而 (選填“增大”或“減小”)
⑶現(xiàn)先將這兩個電阻并聯(lián),然后接在電動勢E=9.0V、內(nèi)電阻r0 = 2.0Ω的電源上.
①請在圖丙中作出并聯(lián)電阻部分的圖線;
②根據(jù)圖線可以求出電阻R1消耗的功率P1 = ,電阻R2消耗的功率P2= .
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【題目】第15屆機(jī)器人世界杯賽上,科大著名服務(wù)機(jī)器人“可佳”現(xiàn)要執(zhí)行一項任務(wù)。如圖所示,機(jī)器人在平面內(nèi)由點(0,0)出發(fā),沿直線運動到點(3,1),然后又由點(3,1)沿直線運動到點(1,4),然后又由點(1,4)沿直線運動到點(5,5),然后又由點(5,5)沿直線運動到點(2,2)。該個過程中機(jī)器人所用時間是2s,則( 。
A. 機(jī)器人的運動軌跡是一條直線
B. 整個過程中機(jī)器人的位移大小為2 m
C. 機(jī)器人不會兩次通過同一點
D. 整個過程中機(jī)器人的平均速度為1.5m/s
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【題目】兩電荷量分別為q1和q2的點電荷固定在x軸上的O、M兩點,兩電荷連線上各點電勢φ隨x變化的關(guān)系如圖所示,其中C為ND段電勢最低的點,則下列說法正確的是
A. q1、q2為等量異種電荷
B. C點的電場強(qiáng)度大小為零
C. C、D兩點間場強(qiáng)方向沿x軸負(fù)方向
D. 將一負(fù)點電荷從N點移到D點,電場力先做負(fù)功后做正功
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【題目】當(dāng)物體的質(zhì)量一定時,下說法中正確的是( )
A. 物體受到的合外力為零,它的速度也一定為零
B. 物體受到的合外力為零,它的加速度也一定為零
C. 物體受到的合外力越大,它的速度也一定越大
D. 物體受到的合外力越大,它的加速度也一定越大
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