【題目】如圖所示,MN1和PQ1為水平面內(nèi)兩平行光滑金屬導(dǎo)軌,MN2和PQ2為豎直平面內(nèi)兩平行粗糙金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距均為L=0.2m,導(dǎo)軌電阻不計,兩平行導(dǎo)軌均處于豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場中,F(xiàn)有質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=0.1Ω的兩根相同金屬棒ab、cd金屬棒ab垂直水平導(dǎo)軌放置,金屬棒cd放在豎直導(dǎo)軌的兩等高支架上,兩金屬棒均始終保持與導(dǎo)軌接觸良好。若金屬棒cd與豎直導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5.現(xiàn)施加一水平向右的外力F作用于ab棒的中點(diǎn),使ab棒由靜止開始向右作加速度a=2m/s2的勻加速直線運(yùn)動,ab棒開始運(yùn)動的同時撤去支架使cd棒貼著導(dǎo)軌由靜止開始下落。假設(shè)兩導(dǎo)軌足夠長,求:
(1)外力F隨時間t變化的表達(dá)式;
(2)當(dāng)cd棒下落速度最大時,ab棒的速度vab的大小;
(3)當(dāng)cd棒下落速度最大時,cd棒的速度vcd的大小;
(4)當(dāng)cd棒下落速度最大時,撤去ab棒的拉力F,求此后ab棒上電阻的發(fā)熱量Qab。
【答案】(1)F=0.2+0.4t (N);(2)10m/s;(3)25m/s;(4)2.5J。
【解析】
(1)ab棒做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,速度:v=at,
感應(yīng)電動勢:E=BLv=BLat,
感應(yīng)電流: ,
ab棒所受安培力:F安培=BIL,
對ab棒,由牛頓第二定律得:F﹣BIL=ma,
代入數(shù)據(jù)解得:F=0.2+0.4t (N);
(2)cd棒做勻速直線運(yùn)動時速度最大,
對cd棒,由平衡條件得:mg=μBIL,
此時感應(yīng)電流: ,
代入數(shù)據(jù)解得:vab=10m/s;
(3)ab與cd同時運(yùn)動,它們的運(yùn)動時間相等, ,
ab棒的位移: ,
通過回路的電荷量: ,
對cd棒,由動量定理得:mgt﹣μBLt=mvcd﹣0,
其中:q=t,
代入數(shù)據(jù)解得:vcd=25m/s;
(4)克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱,ab棒的動能轉(zhuǎn)化為焦耳熱:Q=,
兩棒電阻相等,則:Qab=Q,
代入數(shù)據(jù)解得:Qab=2.5J;
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某興趣小組的同學(xué)們在做“用打點(diǎn)計時器測速度”的實(shí)驗(yàn)中,讓重錘自由下落,打出的一條紙帶如圖所示,圖中直尺的單位為cm,點(diǎn)O為紙帶上記錄到的第一點(diǎn),點(diǎn)A、B、C、D…,依次表示點(diǎn)O以后連續(xù)的各點(diǎn),已知打點(diǎn)計時器每隔T=0.02s打一個點(diǎn).
(1)實(shí)驗(yàn)時使用電火花打點(diǎn)計時器,他的工作電壓是_______V
(2)紙帶的_______(選填“左端”或“右端”)與重錘相連
(3)XF=_______cm,XH=_______cm
(4)點(diǎn)G的速度大小為vG=_______m/s
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在某介質(zhì)中形成一列簡諧波,t=0時刻的波形如圖中的實(shí)線所示.
(1)若波向右傳播,零時刻剛好傳到B點(diǎn),且再經(jīng)過0.6 s,P點(diǎn)也開始起振,求:
①該列波的周期T;
②從t=0時刻起到P點(diǎn)第一次達(dá)到波峰時止,O點(diǎn)對平衡位置的位移y0及其所經(jīng)過的路程s0各為多少?
(2)若該列波的傳播速度大小為20 m/s,且波形中由實(shí)線變成虛線需要經(jīng)歷0.525 s時間,則該列波的傳播方向如何?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】半徑為R的光滑細(xì)圓環(huán)軌道被固定在豎直平面內(nèi)內(nèi)有質(zhì)量為2m和m的兩個小球以相同的角速度經(jīng)過圖示位置;小球直徑遠(yuǎn)小于軌道半徑下列說法正確的是
A. 則在圖示位置兩小球?qū)壍赖淖饔昧Ψ较蛞欢ㄘQ直向下
B. 則在圖示位置兩小球?qū)壍赖淖饔昧榱?/span>
C. 則在圖示位置兩小球?qū)壍赖淖饔昧Ψ较蛞欢ㄘQ直向上
D. 則在圖示位置兩小球?qū)壍赖淖饔昧榱?/span>
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】關(guān)于伽利略對自由落體運(yùn)動的研究,下列說法中正確的是
A. 伽利略認(rèn)為在同一地點(diǎn),重的物體和輕的物體下落快慢不同
B. 伽利略猜想運(yùn)動速度與下落時間成正比,并直接用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證
C. 伽利略通過數(shù)學(xué)推演并用小球在斜面上的運(yùn)動驗(yàn)證了位移與時間的平方成正比
D. 伽利略通過直接測定小球瞬時速度來驗(yàn)證該小球是否做勻變速運(yùn)動
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)設(shè)計出如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”,讓小球從A點(diǎn)自由下落,下落過程中經(jīng)過A點(diǎn)正下方的光電門B時,光電計時器記錄下小球通過光電門時間t,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g。
(1)為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,該實(shí)驗(yàn)還需要測量下列哪兩個物理量_____________。
A.小球的質(zhì)量m
B.AB之間的距離H
C.小球從A到B的下落時間tAB
D.小球的直徑d
(2)小球通過光電門時的瞬時速度v=_______________(用題中所給的物理量表示)。
(3)調(diào)整AB之間距離H,多次重復(fù)上述過程,作出隨H的變化圖象如圖乙所示,若小球下落過程中機(jī)械能守恒,則該直線的斜率k=________________(用題中所給的物理量表示)。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,兩束互相平行的單色光a、b從空氣中斜射到平行玻璃磚上,單色光a從下表面A點(diǎn)射出,b從下表面B點(diǎn)射出,由圖可知()
A. 在玻璃中,單色光a的傳播速度較大
B. 若增加入射光的入射角,則a光在玻璃磚的下表面先發(fā)生全反射
C. 分別通過同一雙縫干涉裝置,光的相鄰亮條紋間距小
D. 若、光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應(yīng),則光的遏止電壓高
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】人們發(fā)現(xiàn),不同的原子核,其核子的平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)有如圖所示的關(guān)系。下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)的說法正確的是_____
A. 由圖可知,原子核D和E聚變成原子核F時會有質(zhì)量虧損,要吸收能量
B. 由圖可知,原子核A裂變成原子核B和C時會有質(zhì)量虧損,要放出核能
C. 已知原子核A裂變成原子核B和C時放出的γ射線能使某金屬板逸出光電子,若增加γ射線強(qiáng)度,則逸出光電子的最大初動能增大。
D. 盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)模型,可以解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,一水平彈簧振子,O為平衡位置,振子在B、C之間做簡諧運(yùn)動,設(shè)向右為正方向,則振子
A. 由C向O運(yùn)動時,位移為正值,速度為正值,加速度為正值
B. 由O向B 運(yùn)動時,位移為正值,速度為正值,加速度為負(fù)值
C. 由B向O運(yùn)動時,位移為負(fù)值,速度為正值,加速度為負(fù)值
D. 由O向C運(yùn)動時,位移為負(fù)值,速度為負(fù)值,加速度為負(fù)值
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