【題目】在一水平面上,放置相互平行的直導(dǎo)軌MN、PQ,其間距L=0.2 m,R1、R2是連在導(dǎo)軌兩端的電阻,R1=0.6 Ω,R2=1.2 Ω,虛線左側(cè)3 m內(nèi)(含3 m處)的導(dǎo)軌粗糙,其余部分光滑并足夠長(zhǎng)。ab是跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量為m=0.1 kg、長(zhǎng)度為L′=0.3 m的粗細(xì)均勻的導(dǎo)體棒,導(dǎo)體棒的總電阻r=0.3 Ω,開(kāi)始時(shí)導(dǎo)體棒處于虛線位置,導(dǎo)軌所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5 T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖甲所示。從零時(shí)刻開(kāi)始,通過(guò)微型電動(dòng)機(jī)對(duì)導(dǎo)體棒施加一個(gè)牽引力F,方向水平向左,使其從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌做加速運(yùn)動(dòng),此過(guò)程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,其運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象如圖乙所示。已知2 s末牽引力F的功率是0.9 W。除R1、R2及導(dǎo)體棒的總電阻以外,其余部分的電阻均不計(jì),重力加速度g=10 m/s2。
(1)求導(dǎo)體棒與粗糙導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)及2 s內(nèi)流過(guò)R1的電荷量;
(2)試寫(xiě)出0~2 s內(nèi)牽引力F隨時(shí)間變化的表達(dá)式;
(3)如果2 s末牽引力F消失,則從2 s末到導(dǎo)體棒停止運(yùn)動(dòng)過(guò)程中R1產(chǎn)生的焦耳熱是多少?
【答案】(1)0.1 0.33 C (2)F=0.025t+0.25(N) (3)0.2 J
【解析】(1)由速度—時(shí)間圖象可以看出導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度a=1.5 m/s2
v=at=1.5t m/s
水平方向上導(dǎo)體棒受牽引力F、安培力和摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律得F-BIL-f=ma
又f=μN(yùn)=μmg
R1、R2并聯(lián)電阻為R==0.4 Ω
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律得
I==0.25t(A)
t=2 s時(shí),I=0.5 A
因?yàn)?/span>2 s末牽引力F的功率是0.9 W,
根據(jù)P=Fv
由題圖乙可知,2 s末導(dǎo)體棒的速度為3 m/s,
可得F=0.3 N
解得μ=0.1
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E= ,q=Δt,
則=0.5 C
所以流過(guò)R1的電荷量為q1=≈0.33 C。
(2)由(1)可知在0~2 s內(nèi)
F=BIL+ma+μmg=+ma+μmg
即F=0.025t+0.25(N)。
(3)根據(jù)圖象可知2 s末導(dǎo)體棒的速度為v=3 m/s,這時(shí)導(dǎo)體棒恰好前進(jìn)了3 m,從2 s末到導(dǎo)體棒停止運(yùn)動(dòng)過(guò)程,根據(jù)能量守恒定律得mv2=Q總
又Q1+Q2=Q總·
則Q1= (Q1+Q2)=0.2 J。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖為一理想變壓器,K為雙向,P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭,U1為加在原線圈兩端的電壓,I1為原線圈中的電流強(qiáng)度,則( )
A. 保持U1及P的位置不變,K由a合到b時(shí)I1將增大
B. 保持U1及P的位置不變,K由a合到b時(shí),R消耗的功率減小
C. 保持U1不變,K合在a處,使P上滑,I1將增大
D. 保持P的位置不變,K合在a處,若U1增大,I1將減小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,帶電小球a由絕緣細(xì)線OC和OE懸掛而處于靜止?fàn)顟B(tài),其中OC水平,地面上固定以絕緣且內(nèi)壁光滑的的圓弧細(xì)管道AB,圓心O與a球位置重合,管道低端B與水平地面相切,一質(zhì)量為m的帶電小球b從A端口由靜止釋放,當(dāng)小球b運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)對(duì)管道壁恰好無(wú)壓力,重力加速度為g,在此過(guò)程中( )
A. 小球b的機(jī)械能守恒 B. 懸線OE的拉力先增大后減小
C. 懸線OC的拉力先增大后減小 D. 小球b受到的庫(kù)侖力大小始終為3mg
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖為氫原子的能級(jí)示意圖,F(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),當(dāng)氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 頻率最高的光是由n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的
B. 波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光是由n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的
C. 這些氫原子總共可輻射出4種不同頻率的光
D. 共有4種不同頻率的光可以讓逸出功為2.22eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,正弦交流電源的電壓有效值保持恒定,電流表為理想交流電流表,理想變壓器的副線圈接電阻R1和R2,R1和R2的阻值分別為1和3的。當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),電流表的示數(shù)為I;當(dāng)S閉合時(shí),電流表的示數(shù)為4I,則( )
A. 開(kāi)關(guān)閉合前后,變壓器的輸入功率之比為1:4
B. 開(kāi)關(guān)閉合前后,副線圈的輸出電壓比為4:1
C. 開(kāi)關(guān)閉合前后,流經(jīng)R1的電流之比為1:4
D. 開(kāi)關(guān)閉合前后,流經(jīng)R1的電流之比為4:1
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于下列四幅圖的說(shuō)法正確的是( )
A. 甲圖中A處能觀察到大量的閃光點(diǎn),B處能看到較多的閃光點(diǎn),C處觀察不到閃光點(diǎn)
B. 乙圖中1為α射線,它的電離作用很強(qiáng)可消除靜電
C. 丙圖中處于基態(tài)的氫原子能吸收能量為 的光子而發(fā)生躍遷
D. 丁圖中用弧光燈照射原來(lái)就帶電的鋅板時(shí),發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器的張角變大,說(shuō)明鋅板原來(lái)帶負(fù)電
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡(jiǎn)易多用電表的電路圖。圖中E是電池;R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭的滿偏電流為250 μA,內(nèi)阻為480 Ω。虛線方框內(nèi)為換擋開(kāi)關(guān),A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個(gè)擋位,5個(gè)擋位為:直流電壓1 V擋和5 V擋,直流電流1 mA擋和2.5 mA擋,歐姆×100 Ω擋。
(1)圖(a)中的B端與______(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。
(2)關(guān)于R6的使用,下列說(shuō)法正確的是_______(填正確答案標(biāo)號(hào))。
A.在使用多用電表之前,調(diào)整R6使電表指針指在表盤(pán)左端電流“0”位置
B.使用電壓擋時(shí),調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤(pán)左端電壓為“0”位置
C.使用電流擋時(shí),調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤(pán)右端電流最大位置
D. 使用歐姆擋時(shí),先將兩表筆短接,調(diào)整R6使電表指針指在表盤(pán)右端電阻“0”位置
(3)換擋開(kāi)關(guān)接1時(shí),對(duì)應(yīng)的檔位是_________ ,換擋開(kāi)關(guān)接3時(shí),對(duì)應(yīng)的檔位是______
A.直流電壓1 V擋
B.直流電壓5 V擋
C.直流電流1 mA擋
D. 直流電流2.5 mA擋
E. 歐姆×100 Ω擋
(4)某次測(cè)量時(shí)該多用電表指針位置如圖(b)所示。若此時(shí)B端是與“1”相連的,則多用電表讀數(shù)為________(結(jié)果保留3位有效數(shù)字);若此時(shí)B端是與“3”相連的,則讀數(shù)為________。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一平行板電容器的電容為C,帶有等量異種電荷的兩極板A、B傾斜放置,質(zhì)量為m帶電荷量為-q的油滴,從極板A上的小孔P以初速度v0水平向右射入極板間,經(jīng)時(shí)間t后油滴又從P孔水平向左離開(kāi)極板間,油滴運(yùn)動(dòng)過(guò)程中恰好未與極板B相碰,已知重加速度g。
A. 兩極板間的距離d=v0t/2 B. 電容器所帶的電荷量Q=Cmv02/2q
C. 兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=2mv0/qt D. 兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示的變壓器電路中,原副線圈的匝數(shù)比為10:1,電流表和電壓表都是理想電表,在原線圈的輸入端輸入的交流電,則
A. 兩電流表的示數(shù)之比為1:10
B. 電壓表的示數(shù)為22V
C. 只增大原線圈輸入交流電的頻率,最大值不變,則電流表和的示數(shù)均增大
D. 滑動(dòng)片P向下移時(shí),電流表和的示數(shù)均增大
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