【題目】如圖(a)所示,兩個完全相同的字型金屬軌道面對面正對著固定在豎直平面內(nèi),間距為d,它們的上端公共軌道部分保持豎直,下端均通過一小段夸曲軌道與一段直軌道相連,底端置于絕緣水平桌面上。(圖中虛線)之下的直軌道長度均為L且不光滑(軌道其部分光滑),并與水平方向均構(gòu)成37°斜面,在左邊軌道以下的區(qū)域有垂直于斜面向下、磁感強度為的勻強磁場,在右邊軌通道以下的區(qū)域有平行于斜面但大小未知的勻強磁場,其它區(qū)域無磁場。間連接有阻值為2R的定值電阻與電壓傳感器,另有長度均為d的兩根金屬棒甲和乙,它們與、之下的軌道間的動摩擦因數(shù)均為。甲的質(zhì)量為m、電阻為2R;乙的質(zhì)量為2m、電阻為2R,金屬執(zhí)道電阻不計。先后進行以下兩種操作:

操作1:將金屬棒甲緊靠豎直軌道的左側(cè),從某處由靜止釋放,運動到底端過程中棒始終保持水平,且與軌道保持良好電接觸,計算機屏幕上顯示的電壓時間關(guān)系圖像圖如圖(b)所示(圖中已知)

操作2:將金屬棒甲緊靠豎直軌道的左側(cè)、金屬棒乙(圖中未畫出)緊靠豎直軌道的右側(cè),在同一高度將兩棒同時由靜止釋放,多次改交高度重新由靜止釋放,運動中兩棒始終保持水平,發(fā)現(xiàn)兩棒總是同時到達水平桌面。()

1)試求操作1中甲釋放時距的高度h

2)試求操作1中定值電阻上產(chǎn)生的熱量Q;

3)試問右邊軌道以下的區(qū)域勻強磁場的方向和大小如何?在圖(c)上畫出操作2中計算機屏幕上可能出現(xiàn)的幾種典型的U-t關(guān)系圖像。

【答案】12320B0; 圖見解析.

【解析】

1)甲從釋放到到達MM'的過程,由機械能守恒定律:

進入磁場瞬時產(chǎn)生的電動勢E=B0dv1;

電阻兩端的電壓,

2)最后,

對甲棒,由動能定理,有

,

式中為克服安培力所做的功,

3沿斜面向下:

對甲棒,根據(jù)牛頓第二定律,有

,

對乙棒,根據(jù)牛頓第二定律,有

解得:

可能出現(xiàn)的幾種關(guān)系圖像如圖.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】地鐵列車可實現(xiàn)零排放,是替代燃油公交車的理想交通工具。若一地鐵列車從甲站由靜止啟動后做直線運動,先勻加速運動20s達到最高速度72km/h,再勻速運動80s。接著勻減速運動15s到達乙站停住。設列車在勻加速運動階段牽引力為1×106N,勻速階段牽引力的功率為6×103kW,忽略勻減速運動階段牽引力所做的功。

(1)求甲站到乙站的距離;

(2)如果使用燃油公交車作為交通工具,從甲站到乙站牽引力做的功與地鐵列車牽引力的功相同,求公變車排放氣體污染物的質(zhì)量。(燃油公交車牽引力每做1焦耳功,排放氣體行體物 3×10-6g)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在光滑水平面上放一輛小車,小車的左端放一只箱子,在水平恒力F作用下,將箱子從小車右端拉出,如果第一次小車被固定于地面,第二次小車不固定,小車在摩擦力作用下可沿水平面運動,在這兩種情況下說法不正確的是(  )

A. 摩擦力大小不相等B. F所做的功不相等

C. 摩擦產(chǎn)生的熱量相等D. 箱子增加的動能相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示是某同學探究加速度與力的關(guān)系的實驗裝置.他在氣墊導軌上B處安裝了一個光電門,滑塊上固定一遮光條,滑塊用細線繞過氣墊導軌左端的定滑輪與力傳感器相連,傳感器下方懸掛鉤碼,每次滑塊都從A處由靜止釋放.

1)該同學用游標卡尺測量遮光條的寬度d,如圖乙所示,則d= ______ mm

2)下列實驗要求不必要的是______ (填選項前字母).

A.應使滑塊質(zhì)量遠大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量

B.應使A位置與光電門間的距離適當大些

C.應將氣墊導軌調(diào)節(jié)水平

D.應使細線與氣墊導軌平行

3)改變鉤碼的質(zhì)量,測出對應的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時間t,通過描點作出線性圖象,研究滑塊的加速度與力的關(guān)系,處理數(shù)據(jù)時應作出______圖象(填t-F”“t2-F”“-F-F),若增大滑塊的質(zhì)量,則該圖象的斜率將______(填增大”“減小不變),若增大滑塊釋放處到光電門的距離,則該圖象的斜率將______(填增大”“減小不變).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(12分)如圖是某同學在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶。

1)已知打點計時器電源頻率為50 Hz,則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為________。

2AB、C、D是紙帶上四個計數(shù)點,每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出,A點與刻度尺1cm處對齊,從圖中讀出A、B兩點間距s cm; C點對應的速度是 m/s;物體的加速度約為 m/s2。(計算所得結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖所示的電路中,E為電源,其內(nèi)阻為r,L為小燈泡(其燈絲電阻可視為不變)R1、R2為定值電阻,R3為光敏電阻,其阻值大小隨所受照射光強度的增大而減小,V為理想電壓表,若將照射R3的光的強度減弱,( )

A. 電壓表的示數(shù)變大

B. 小燈泡消耗的功率變小

C. 通過R2的電流變小

D. 電源兩極間的電壓變小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,平行板電容器兩極板水平放置,與電源、開關(guān)S、定值電阻R1、光敏電阻R2連接成電路。當開關(guān)S閉合,無光照射光敏電阻R2時,一帶電液滴恰好靜止在電容器兩板間的M點。當用強光照射光敏電阻R2時,光敏電阻的阻值變小,則

A. 液滴向下運動B. 液滴帶正電

C. 電源的輸出功率一定增大D. 電容器兩極板間電壓變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,線段A為某電源的U-I圖線,線段B為某電阻RU-I圖線,由上述電源和電阻組成閉合電路時,求:

(1)電源的輸出功率P是多大?

(2)電源內(nèi)部損耗的電功率P內(nèi)是多少?

(3)電源的效率是多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的變壓器為理想變壓器,副線圈中三個電阻的阻值大小為,電流表為理想交流電表,原線圈輸入正弦式交流電。開關(guān)S斷開時,電阻r消耗的電功率為100W。下列說法中正確的是

A. 流過電阻r的電流方向每秒鐘變化50

B. 開關(guān)S閉合前、后,流過電阻R1的電流大小之比為21

C. 開關(guān)S閉合前、后,電流表的示數(shù)大小之比為23

D. 變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為113

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