如圖5-4-18所示，是一種測定火車加速度的實(shí)驗(yàn)裝置原理圖.質(zhì)量為m的小球，用一柔軟細(xì)長金屬絲懸掛在O點(diǎn)，R0為定值電阻.BD是水平放置的光滑電阻條.金屬絲與其始終保持良好接觸.火車靜止或勻速直線運(yùn)動時(shí)，金屬絲處在OC位置，安培表的示數(shù)為I0，伏特表的讀數(shù)為U0；現(xiàn)金屬絲與豎直線的夾角為θ，此時(shí)安培表示數(shù)為I，伏特表的讀數(shù)為U；已知 =H，金屬絲電阻可忽略，電阻條單位長度的阻值為k，重力加速度為g.則：

圖5-4-18

(1)火車此時(shí)做什么運(yùn)動______________

(2)試寫出火車加速度a 與I0、I、U0、U的關(guān)系式.

解析：(1)小球的合外力方向?yàn)樗较蛴壹雌浼铀俣确较蛩较蛴遥疖嚨募铀俣扰c其相同，因此，火車可能向右加速或向左減速.

(2)金屬絲處于與OC時(shí)，由歐姆定律得U0=I0（KLCD+R0）

金屬絲處于OC成θ角時(shí)，有U=I0［R0+k(LCD-Htanθ］

對小球用牛頓第二定律的，mgtanθ=ma

解以上三式得a=g(U0I-UI0)/kHI0I.

答案：(1)向右加速或向左減速

(2)a=g(U0I-UI0)/kHI0I


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

核聚變反應(yīng)需要幾百萬度以上的高溫，為把高溫條件下高速運(yùn)動的離子約束在小范圍內(nèi)（否則不可能發(fā)生核反應(yīng)），通常采用磁約束的方法（托卡馬克裝置）．如圖5-6-18所示，環(huán)狀勻強(qiáng)磁場圍成中空區(qū)域，中空區(qū)域中的帶電粒子只要速度不是很大，都不會穿出磁場的外邊緣而被約束在該區(qū)域內(nèi)．設(shè)環(huán)狀磁場的內(nèi)半徑為R1=0.5m，外半徑R2=1.0m，磁場的磁感強(qiáng)度B=1.0T，若被束縛帶電粒子的荷質(zhì)比為q/m=4×107C/㎏，中空區(qū)域內(nèi)帶電粒子具有各個方向的速度．
求：（1）粒子沿環(huán)狀的半徑方向射入磁場，不能穿越磁場的最大速度．
（2）所有粒子不能穿越磁場的最大速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖5-4-8所示為理想變壓器，它的初級線圈在交流電源上，次級線圈接有一個標(biāo)有“12 V  100 W”燈泡.已知變壓器初、次級線圈的匝數(shù)之比為18∶1，那么小燈泡正常工作時(shí)，圖中的電壓表的讀數(shù)為_______ V，電流表的讀數(shù)為________ A.

圖5-4-8

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖5-4-18所示電路中的變壓器為理想變壓器，S為單刀雙擲開關(guān)。P是滑動變阻器R的滑動觸頭，U1為加在原線圈兩端的交變電壓，I1、I2分別為原線圈和副線圈中的電流。下列說法正確的是（　�。�?

圖5-4-18

A.保持P的位置及U1不變，S由b切換到a，則R上消耗的功率減小?

B.保持P的位置及U1不變，S由a切換到b，則I2減小?

C.保持P的位置及U1不變，S由b切換到a，則I1增大?

D.保持U1不變，S接在b端，將P向上滑動，則I1減小?

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖5-4-18所示，物體的質(zhì)量為2 kg，兩根輕繩AB和AC的一端連接于豎直墻上，另一端系于物體上，在物體上另施加一個方向與水平線成θ=60°的拉力F，若要使兩繩都能伸直，求拉力F的大小范圍.

圖5-4-18

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