【題目】如圖所示,光滑水平軌道MN、PQ和光滑傾斜軌道NF、QE在Q、N點連接,傾斜軌道傾角為θ,軌道間距均為L.水平軌道間連接著阻值為R的電阻,質量分別為M、m,電阻分別為R、r的導體棒a、b分別放在兩組軌道上,導體棒均與軌道垂直,a導體棒與水平放置的輕質彈簧通過絕緣裝置連接,彈簧另一端固定在豎直墻壁上.水平軌道所在的空間區(qū)域存在豎直向上的勻強磁場,傾斜軌道空間區(qū)域存在垂直軌道平面向上的勻強磁場,該磁場區(qū)域僅分布在QN和EF所間的區(qū)域內(nèi),QN、EF距離為d,兩個區(qū)域內(nèi)的磁感應強度分別為B1、B2,以QN為分界線且互不影響.現(xiàn)在用一外力F將導體棒a向右拉至某一位置處,然后把導體棒b從緊靠分界線QN處由靜止釋放,導體棒b在出磁場邊界EF前已達最大速度.當導體棒b在磁場中運動達穩(wěn)定狀態(tài),撤去作用在a棒上的外力后發(fā)現(xiàn)a棒仍能靜止一段時間,然后又來回運動并最終停下來.求:
(1)導體棒b在傾斜軌道上的最大速度
(2)撤去外力后,彈簧彈力的最大值
(3)如果兩個區(qū)域內(nèi)的磁感應強度B1=B2且導體棒電阻R=r,從b棒開始運動到a棒最終靜止的整個過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q,求彈簧最初的彈性勢能.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
根據(jù)受力平衡條件,結合法拉第電磁感應定律與閉合電路歐姆定律,即可求解;根據(jù)安培力與彈力平衡,結合安培力的表達式,即可求解;根據(jù)能量守恒定律,結合焦耳定律,即可求解。
(1)b棒達到最大速度時,設b桿中的電流為I,則有:mgsinθ=F安=B2IL
切割感應電動勢:E=B2Lv
閉合電路歐姆定律,
解得:
(2)撤去外力后,a桿將做減幅振動,最大彈力出現(xiàn)在其靜止階段,此時b桿正處于勻速運動階段,故
解得:
(3)設b桿在磁場中運動期間,電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q1,a桿振動期間,電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q2,則有:Q=Q1+Q2
由于B1=B2且導體棒電阻R=r可得到,b桿在磁場中運動期間
由能量守恒定律:
a桿振動期間:EP=Q2
解得:
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【題目】如圖(a),傾角為=37°的斜面固定在水平地面上。物塊在與斜面成=37°、大小F=10N的拉力作用下,從底端A點沿斜面向上做勻加速運動,經(jīng)t=l0s物塊運動到B點,物塊運動的v-t圖象如圖(b)所示。已知物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)=0.5,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列說法正確的是
A. 物塊的質量m=lkg
B. 物塊的加速度=lm/s2
C. A、B兩點的距離x=100m
D. t=10s時拉力的功率P=80W
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【題目】某物理小組欲利用如圖所示的電路同時測量一只有30格刻度的毫安表的量程、內(nèi)阻且要得到光敏電阻的阻值與光照強度之間的關系。實驗室能提供的實驗器材有:學生電源(輸出電壓為U=18.0V,內(nèi)阻不計)、電阻箱R(最大阻值9999.9Ω)、單刀雙擲開關一只、導線若干。
(1)該小組實驗時先將電阻箱的阻值調(diào)至最大,然后將單刀雙擲開關接至a端,開始調(diào)節(jié)電阻箱,發(fā)現(xiàn)將電阻箱的阻值調(diào)為1700Ω時,毫安表恰好能夠偏轉10個格的刻度,將電阻箱的阻值調(diào)為800Ω時,毫安表剛好能偏轉20個格的刻度,實驗小組據(jù)此得到了該毫安表的量程為_______mA,內(nèi)阻Rg=________Ω。
(2)該小組查閱資料得知,光敏電阻的阻值隨光照強度的變化很大,為了安全,該小組需將亮安表改裝成量程為3A的電流表,則需在亳安表兩端_______(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)一個阻值后電表總電阻為______Ω的電阻(保留兩位有效數(shù)字)。
(3)改表之后,該小組將單刀雙擲開關接至b端,通過實驗發(fā)現(xiàn),流過毫安表的電流I(單位:mA)與光照強度E(單位:cd)之間的關系滿足,由此可得到光敏電阻的阻值R(單位:Ω)與光照強度E之間的關系為__________。
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【題目】某同學利用圖 1 所示的實驗裝置在做“探究加速度與力、質量關系”的實驗時,
(1)圖 2 為實驗中打出的一條紙帶的一部分,紙帶上標出了連續(xù)的 5 個計數(shù)點,依次為 A、 B、C、D 和 E,相鄰計數(shù)點之間還有 4 個點沒有標出,已知打點計時器所使用交流電源 的頻率為 50Hz.由紙帶量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為 sAB=4.22cm 、sBC=4. 65cm、 SCD =5.08cm、sDE =5.49cm, 打點計時器打下 C 點時,小車的速度大小為_____m/s,小 車的加速度大小為_____m/s2.(結果保留兩位有效數(shù)字)
(2)某同學探究“保持物體所受合外力不變,其加速度與質量的關系”時,作出如圖 3所示的圖象,由圖象可知,小車受到的合外力的大小是__________N.
(3)該同學探究“保持物體質量不變,其加速度與所受合外力的關系”時,根據(jù)實驗測 得的數(shù)據(jù)得出的 a-F 圖線,如圖 4 所示,圖線既不過原點,又不是直線,其原因可能是(__________)
A.實驗中摩擦力沒有平衡
B.實驗中摩擦力平衡過度
C.實驗中繩子拉力方向沒有跟平板平行
D.實驗中未滿足鉤碼質量遠小于小車質量.
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【題目】如圖所示,質量為m,邊長為L的正方形線框,在有界勻強磁場上方h高處由靜止自由下落,線框的總電阻為R,磁感應強度為B的勻強磁場寬度為2L.線框下落過程中,ab邊始終與磁場邊界平行且處于水平方向.已知ab邊剛穿出磁場時線框恰好做勻速運動.求:
(1)cd邊剛進入磁場時線框的速度;
(2)線框穿過磁場的過程中,產(chǎn)生的焦耳熱.
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【題目】如圖所示,一個不帶電的表面絕緣的導體P正在向帶正電的小球Q緩慢靠近,但不接觸,也沒有發(fā)生放電現(xiàn)象,則下列說法中正確的是( )
A. B端的感應電荷為負電荷
B. 導體內(nèi)場強越來越大
C. C點的電勢高于B點電勢
D. 導體上的感應電荷在C點產(chǎn)生的場強始終大于在B點產(chǎn)生的場強
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,水平傳送帶始終保持以速度v勻速運動,某時刻把一個物塊無初速地放在傳送帶左端,經(jīng)過一段時間,物塊與傳送帶一起以速度v運動。對上述過程的說法中正確的是
A. 物塊始終受到摩擦力的作用
B. 在達到速度v之前,物塊相對傳送帶向左滑動
C. 在達到速度v之前,物塊受到向左的摩擦力
D. 與傳送帶一起以速度v運動時,物塊受到向右的摩擦力
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【題目】P、Q兩電荷形成的電場的電場線分布如圖所示,a、b、c、d為電場中的四個點.一個離子從a運動到b(不計重力),軌跡如圖中虛線所示,則下列判斷正確的是( )
A. 離子帶正電
B. c點電勢低于d點電勢
C. 離子在a點時的加速度大于在b點時的加速度
D. 離子在a點時的電勢能大于在b點時的電勢能
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【題目】如圖所示,坐標原點O處有一點狀的放射源,它向xoy平面內(nèi)的x軸上方各個方向(包括x軸正方向和負方向)發(fā)射帶正電的同種粒子,速度大小都是v0,在的區(qū)域內(nèi)分布有指向y軸正方向的勻強電場,場強大小為,其中q與m分別為該種粒子的電荷量和質量;在的區(qū)域內(nèi)分布有垂直xOy平面的勻強磁場.ab為一塊很大的平面感光板,放置于y=2d處,觀察發(fā)現(xiàn)此時恰好沒有粒子打到ab板上.(不考慮粒子的重力及粒子間的相互作用)
(1)求粒子剛進入磁場時的速率;
(2)求磁感應強度B的大小;
(3)將ab板平移到距x軸最遠什么位置時所有粒子均能打到板上?
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