【題目】如圖所示裝置由水平軌道、傾角θ=37°的傾角軌道連接而成,軌道所在空間存在磁感應強度大小為B=0.1T、方向豎直向上的勻強磁場.質(zhì)量m=0.035kg、長度L=0.1m、電阻R=0.025Ω的導體棒ab置于傾斜軌道上,剛好不下滑;質(zhì)量、長度、電阻與棒ab相同的光滑導體棒cd置于水平軌道上,用恒力F=2.0N拉棒cd,使之在水平軌道上向右運動.棒ab、cd與導軌垂直,且兩端與導軌保持良好接觸,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2.
(1)求棒ab與導軌間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)求當棒ab剛要向上滑動時cd棒速度v的大。
(3)若從cd棒剛開始運動到ab棒剛要上滑的過程中,cd棒在水平軌道上移動的距離里x=0.55m,求此過程中ab棒上產(chǎn)生的熱量Q.
【答案】(1)0.75,(2)6m/s ,(3)0.235J
【解析】
對棒ab分析,根據(jù)平衡條件可求出動摩擦因數(shù)的大。
根據(jù)導體棒切割磁感線的規(guī)律即可求出電動勢,再根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電流,再求出安培力,由平衡條件列式即可求出cd棒的速度;
根據(jù)功能關系列式即可求出ab棒上產(chǎn)生的熱量。
解:當ab剛好不下滑,靜摩擦力沿導軌向上達到最大,由平衡條件得:
則
設ab剛好要上滑時,cd棒的感應電動勢為E,
由法拉第電磁感應定律有:
設電路中的感應電流為I,由閉合電路歐姆定律有
設ab所受安培力為,有
此時ab受到的最大靜摩擦力方向沿斜面向下,由平衡條件有
代入數(shù)據(jù)解得:
又,
代入數(shù)據(jù)解得
設ab棒的運動過程中電路中產(chǎn)生的總熱量為,
由能量守恒有
解得
代入數(shù)據(jù)得:。
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【題目】圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個電路圖,L1和L2為電感線圈。實驗時,斷開開關S1瞬間,燈A1突然閃亮,隨后逐漸變暗;閉合開關S2,燈A2逐漸變亮,而另一個相同的燈A3立即變亮,最終A2與A3的亮度相同。下列說法正確的是
A. 圖1中,A1與L1的電阻值相同
B. 圖1中,閉合S1,電路穩(wěn)定后,A1中電流大于L1中電流
C. 圖2中,變阻器R與L2的電阻值相同
D. 圖2中,閉合S2瞬間,L2中電流與變阻器R中電流相等
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【題目】采用伏安法測量電源電動勢E和內(nèi)阻r時,由于電表因素帶來了實驗的系統(tǒng)誤差。某研究性學習小組對此進行探究實驗,設計出如圖所示的測量電源電動勢E和內(nèi)電阻r的電路,E′是輔助電源,A、B兩點間有一靈敏電流計G。
(1)請你補充實驗步驟:
①閉合開關S1、S2,調(diào)節(jié)R和R′使得靈敏電流計G的示數(shù)為零,這時,A、B兩點的電勢φA、φB的關系是φA_____φB(選填“遠大于”、“遠小于”或“等于”),讀出電流表和電壓表的示數(shù)I1和U1,其中I1_____(選填“遠大于”、“遠小于”或“等于”)通過電源E的電流。
②改變滑動變阻器R、R′的阻值,重新使得_____,讀出_____。
(2)由上述步驟中測出的物理量,可以得出電動勢E表達式為_____、內(nèi)電阻r的表達式_____。
(3)該實驗中E測_____E真(選填“遠大于”、“遠小于”或“等于”),r測_____ r真(選填“遠大于”、“遠小于”或“等于”)。
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【題目】如圖所示,實線為兩個點電荷Q1、Q2 產(chǎn)生的電場的電場線,虛線為電子從A點運動到B點的運動軌跡,則下列判斷正確的是
A. A 點的場強小于B點的場強
B. Q1的電荷量大于Q2 的電荷量
C. 電子在A點的電勢能大于在B點的電勢能
D. 電子在A點的速度大于在B點的速度
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【題目】地球和金星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行,根據(jù)開普勒行星運動定律可知
A. 太陽位于金星運行軌道的中心
B. 它們在近日點速度小于遠日點速度
C. 地球與金星公轉(zhuǎn)周期平方與軌道半長軸立方之比相等
D. 地球和金星繞太陽運行速度的大小始終相等
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【題目】用圖甲所示的實驗裝置可以測量彈簧的勁度系數(shù)。所用鉤碼的重力相當于對彈簧提供了向右恒定的拉力。實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度,再將5個鉤碼逐個掛在繩子的下端,每次測量相應的彈簧的總長度,并在乙圖坐標上描出彈簧所受的拉力與彈簧長度所對應的五個點。
甲 乙
(1)請在圖乙中畫出F-L圖像_____
(2)由圖乙F-L圖像可計算出該彈簧的勁度系數(shù)k=_______N/m
(3)該同學實驗時,把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較
優(yōu)點在于:______________________________________________________
缺點在于:______________________________________________________
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【題目】如圖甲,單匝線圈L1與螺線圈L2繞在水平鐵芯上并固定,L2中通有圖乙所示的正弦交變電流。下列說法正確的是( )
A. t1時刻,L1中電流最大
B. t2時刻,L1、L2間的作用力最大
C. 在t1~t2與t2~t3時間內(nèi),L1中的電流方向相反
D. 在0~t1與t2~t3時間內(nèi),L1與L2間的作用力均為斥力
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【題目】如圖所示,一輕彈簧直立于水平面上,彈簧處于原長時上端在O點,將一質(zhì)量為M的物塊甲輕放在彈簧上端,物塊下降到A點時速度最大,下降到B點時速度為0,O、B間距為h。換用另一物塊乙,從距O點高為h的C點靜止釋放,也剛好能將彈簧壓縮到B點,不計空氣阻力,彈簧始終在彈性限度內(nèi),重力加速度大小為g,則
A. 彈簧的最大彈性勢能為Mgh
B. 乙的最大速度為
C. 乙的質(zhì)量是M/2
D. 乙的最大動能比甲的大
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【題目】圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個電路圖,L1和L2為電感線圈。實驗時,斷開開關S1瞬間,燈A1突然閃亮,隨后逐漸變暗;閉合開關S2,燈A2逐漸變亮,而另一個相同的燈A3立即變亮,最終A2與A3的亮度相同。下列說法正確的是
A. 圖1中,A1與L1的電阻值相同
B. 圖1中,閉合S1,電路穩(wěn)定后,A1中電流大于L1中電流
C. 圖2中,變阻器R與L2的電阻值相同
D. 圖2中,閉合S2瞬間,L2中電流與變阻器R中電流相等
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