【題目】如圖所示兩個(gè)半徑分別為RA=1m、RB=2m的金屬圓環(huán)處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=1T的環(huán)形勻強(qiáng)磁場中,一根長L=2m、阻值為2Ω的均勻金屬棒OB跨放在兩金屬圓環(huán)上,且O點(diǎn)位于兩環(huán)的圓心處。另有兩根間距l=1m、足夠長的“L”形光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成θ=30°角傾斜放置,在導(dǎo)軌下端的擋板上,靜放著一根長l=lm、質(zhì)量m=0.1kg、阻值R=1Ω的金屬棒CD,傾斜導(dǎo)軌的上端通過兩根導(dǎo)線分別與A、B兩環(huán)相連,兩導(dǎo)軌處在與導(dǎo)軌平面垂直斜向上、B2=1T的勻強(qiáng)磁場中,除兩根金屬樣的電阻外,其余電阻均不計(jì)。t=0時(shí)金屬OB在外作用下以角速度ω=2rad/s繞O點(diǎn)逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),t=2s時(shí)金屬棒CD剛好達(dá)到最大速度,若取g=10m/s2。
(1)求金屬棒CD達(dá)到的最大速度;
(2)若t=2s時(shí),因故障金屬棒OB停止轉(zhuǎn)動(dòng),金屬棒CD繼續(xù)上滑,現(xiàn)測得金屬棒CD由t=0時(shí)刻至上滑到最高點(diǎn)的過程中通過的電量為1.3C,求故障后金屬棒CD在上滑過程中產(chǎn)生的焦耳熱。
【答案】(1) (2)
【解析】
(1)金屬棒OB勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢
又,,故E=3V且A環(huán)電勢高,
金屬棒OB切割磁感線對金屬棒CD供電,金屬棒CD向上做加速運(yùn)動(dòng)有
由于金屬棒CD切割磁感線也產(chǎn)生電動(dòng)勢,回路中的有效電阻為2R=2
故
當(dāng)金屬棒CD的加速度減小到0時(shí)有最大速度
代入數(shù)據(jù)解得:;
(2)金屬棒CD加速上滑過程中由
解得:
金屬棒CD減速上滑過程中通過的電量為
由知金屬棒CD沿導(dǎo)軌減速上滑的距離為
金屬棒CD減速上滑過程中由能量守恒定律得:
代入數(shù)據(jù)解得:.
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【題目】傾角為θ=45°、外表面光滑的楔形滑塊M放在水平面AB上,滑塊M的頂端O處固定一細(xì)線,細(xì)線的另一端拴一小球,已知小球的質(zhì)量為m=kg,當(dāng)滑塊M以a=2g的加速度向右運(yùn)動(dòng)時(shí),則細(xì)線拉力的大小為(取g=10 m/s2)( )
A. 10 N B. 5 N C. N D. N
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【題目】如圖1,閉合矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場中,磁場的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖2所示.規(guī)定垂直紙面向外為磁場的正方向,線框中順時(shí)針電流的方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向,水平向右為安培力的正方向.關(guān)于線框中的感應(yīng)電流i與ad邊所受的安培力F隨時(shí)間t變化的圖象,下列選項(xiàng)正確的是( )
A. B.
C. D.
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【題目】2018年12月8日我國成功發(fā)射了嫦娥四號探測器,它實(shí)現(xiàn)了人類首次月球背面著陸探測.12日16時(shí)39分,探測器在距月面129km處成功實(shí)施發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火,約5分鐘后,探測器順利進(jìn)入距月面100km的圓形軌道,運(yùn)行一段時(shí)間后擇機(jī)著陸月球表面,下列說法正確的有 ( )
A. 探測器發(fā)射速度大于7.9km/s
B. 探測器在距月面129km處發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火加速
C. 從點(diǎn)火到進(jìn)入圓軌道,探測器位移是29km
D. 若已知引力常量、圓形軌道半徑及探測器在其上運(yùn)行周期,可估算月球質(zhì)量
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【題目】如圖,電源電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻為r,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于中點(diǎn)位置時(shí),三個(gè)小燈泡都正常發(fā)光,且亮度相同,則
A. 三個(gè)燈泡的額定功率相同
B. 三個(gè)燈泡的額定電壓相同
C. 三個(gè)燈泡的電阻按從大到小排列是、、
D. 當(dāng)滑片P向左滑動(dòng)時(shí),燈與變亮而燈變暗
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【題目】絕熱氣缸A和導(dǎo)熱氣缸B固定在水平地而上,由鋼性桿連接的兩個(gè)等大活塞封閉著兩部分體積均為V的理想氣體,此時(shí)氣體的壓強(qiáng)與外界大氣壓強(qiáng)p0相同,氣體的溫度與環(huán)境溫度T0也相同。已知理想氣體的內(nèi)能U與溫度T的關(guān)系為,為常量且>0。現(xiàn)給氣缸A的電熱絲通電,當(dāng)電熱絲放出的熱量為Q1時(shí)氣缸B的體積減為原來的一半。若加熱過程是緩慢的,求:
(1)氣缸A內(nèi)氣體的壓強(qiáng);
(2)氣缸B在該過程中放出的熱量Q2。
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【題目】某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測量玩具上的小直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小,如圖甲所示,將直徑約為3cm的圓盤固定在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上,將紙帶的一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后,固定在圓盤的側(cè)面,圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),紙帶可以卷在圓盤的側(cè)面上,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電的頻率為50Hz.
(1) 實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先接通________(選填“電動(dòng)機(jī)”或“打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”)電源.
(2) 實(shí)驗(yàn)得到一卷盤繞在圓盤上的紙帶,將紙帶抽出一小段,測量相鄰2個(gè)點(diǎn)之間的長度L1,以及此時(shí)圓盤的直徑d1,再抽出較長的一段紙帶后撕掉,然后抽出一小段測量相鄰2個(gè)點(diǎn)之間的長度L2,以及此時(shí)圓盤的直徑d2,重復(fù)上述步驟,將數(shù)據(jù)記錄在表格中,其中一段紙帶如圖乙所示,測得打下這些點(diǎn)時(shí),紙帶運(yùn)動(dòng)的速度大小為________m/s.測得此時(shí)圓盤直徑為5.60cm,則可求得電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為________rad/s.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(3) 該同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù),作出了紙帶運(yùn)動(dòng)速度(v)與相應(yīng)圓盤直徑(d)的關(guān)系圖象,如圖丙所示.分析圖線,可知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度在實(shí)驗(yàn)過程中________(選填“增大”“減小”或“不變”).
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【題目】一端開口的重圓筒,底部外面栓有細(xì)繩,圓筒高為2m(底部厚度忽略不計(jì)),F(xiàn)把它開口向下一直從湖面上方豎直沉入到湖底,如圖所示,然后緩慢豎直提起圓筒,底部保持水平。根據(jù)筒內(nèi)水痕,發(fā)現(xiàn)水進(jìn)入圓筒內(nèi)的最大高度約為0.75m,則湖水深約__________m。若此圓筒下沉到的是水更深的湖底,其他條件不變,可以推測進(jìn)入圓筒內(nèi)的最高水面相對于湖面__________(選填:下降、不變或上升)。(設(shè)整個(gè)過程溫度都保持不變,大氣壓強(qiáng)為1×105Pa,重力加速度g取10m/s2)
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【題目】空中存在水平向左的勻強(qiáng)電場,一帶正電小球在空中某點(diǎn)以初速度v0水平向右拋出,小球落到水平地面上的速率為v0,若小球受到的電場力大小等于小球的重力。下列說法正確的是( )
A. 小球落地時(shí)速度方向一定與地面垂直
B. 小球下落過程,電勢能先增大后減小
C. 小球下落過程,動(dòng)能先增大后減小
D. 小球下落過程,機(jī)械能一直減小
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