【題目】如圖所示,兩條“∧”形足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌PME和QNF平行放置,兩導(dǎo)軌間距L=1 m,導(dǎo)軌兩側(cè)均與水平面夾角α=37°,導(dǎo)體棒甲、乙分別放于MN兩邊導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌垂直并接觸良好。兩導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為m=0.1 kg,電阻也均為R=1 Ω,導(dǎo)軌電阻不計,MN 兩邊分別存在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1 T。設(shè)導(dǎo)體棒甲、乙只在MN兩邊各自的導(dǎo)軌上運(yùn)動,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2。
(1)將乙導(dǎo)體棒固定,甲導(dǎo)體棒由靜止釋放,問甲導(dǎo)體棒的最大速度為多少?
(2)若甲、乙兩導(dǎo)體棒同時由靜止釋放,問兩導(dǎo)體棒的最大速度為多少?
(3)若僅把乙導(dǎo)體棒的質(zhì)量改為m'=0.05 kg,電阻不變,在乙導(dǎo)體棒由靜止釋放的同時,讓甲導(dǎo)體棒以初速度v0=0.8 m/s沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動,問在時間t=1 s內(nèi)電路中產(chǎn)生的電能為多少?
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)將乙棒固定,甲棒靜止釋放,則電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢
感應(yīng)電流,甲棒受安培力
甲棒先做加速度減小的變加速運(yùn)動,達(dá)最大速度后做勻速運(yùn)動,此時
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得甲棒最大速度
(2)甲、乙兩棒同時靜止釋放,則電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢
感應(yīng)電流,甲、乙兩棒均受安培力
最終均做勻速運(yùn)動,此時甲(或乙)棒受力
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得兩棒最大速度均為
(3)乙棒靜止釋放,甲棒以初速度下滑瞬間,則電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢
感應(yīng)電流、甲、乙兩棒均受安培力
對于甲棒,根據(jù)牛頓第二定律得:
對于乙棒,根據(jù)牛頓第二定律得:
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得:
甲棒沿導(dǎo)軌向下,乙棒沿導(dǎo)軌向上,均做勻加速運(yùn)動
在時間t=1s內(nèi),甲棒位移,乙棒位移
甲棒速度,乙棒速度
據(jù)能量的轉(zhuǎn)化和守恒,電路中產(chǎn)生電能
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得E=0.32 J
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,圓心角θ=60°的圓弧軌道JK與半圓弧軌道GH都固定在豎直平面內(nèi),在兩者之間的光滑地面上放置質(zhì)量為M的木板,木板上表面與H、K兩點(diǎn)相切,木板右端與K端接觸,左端與H點(diǎn)相距L,木板長度d=6.5R。兩圓弧軌道均光滑,半徑為R。現(xiàn)在相對于J點(diǎn)高度為3R的P點(diǎn)水平向右拋出一可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的木塊,木塊恰好從J點(diǎn)沿切線進(jìn)入圓弧軌道,然后滑上木板,木塊與 木板間的動摩擦因數(shù);當(dāng)木板接觸H點(diǎn)時即被黏住,木塊恰好能運(yùn)動到半圓弧軌道GH的中點(diǎn)。已知M=2m,重力加速度為g。
(1)求木塊在P點(diǎn)拋出的初速度大小以及運(yùn)動到K時對K點(diǎn)的壓力;
(2)求L的大小(結(jié)果用字母m、g、R表示)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置----環(huán)形加速器,環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子在環(huán)中做半徑為R的圓周運(yùn)動,A、B為兩塊中心開有小孔的極板,原來電勢都為零,每當(dāng)粒子飛經(jīng)A板時,A板電勢升高為+U,B板電勢仍保持為零,粒子在兩極板間的電場中加速,每當(dāng)粒子離開電場區(qū)域時,A板電勢又降為零,粒子在電場一次次加速下動能不斷增大,而在環(huán)形區(qū)域內(nèi)繞半徑不變(設(shè)極板間距遠(yuǎn)小于R),粒子重力不計,下列關(guān)于環(huán)形加速器的說法中正確的是
A. 加速器對帶正電粒子順時針加速,對待負(fù)電粒子加速需要升高B板電勢
B. 電勢U越高,粒子最終的速度就越大
C. 環(huán)形區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與加速次數(shù)n之間的關(guān)系為
D. 粒子每次繞行一圈所需的時間與加速次數(shù)n之間的關(guān)系為
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,矩形abcd區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B質(zhì)量為m、電荷量為e的電子,從a點(diǎn)以某一速度沿ab方向射入磁場,恰好從c點(diǎn)離開磁場。若將磁場換成沿da方向的勻強(qiáng)電場,讓電子以同樣的速度、同樣從a點(diǎn)射入,電子從dc邊射出時的運(yùn)動方向恰好與從磁場射出時相同。已知ab=L,bc= L,求:
(1)電子進(jìn)入abcd區(qū)域時的速度;
(2)勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度的大小。
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【題目】如圖所示為一個質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的圓環(huán),可在水平放置的粗糙細(xì)桿上自由滑動,細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,圓環(huán)以初速度v0向右運(yùn)動直至處于平衡狀態(tài),則圓環(huán)克服摩擦力做的功可能為( )
A.0 B.
C. D.
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【題目】面積為0.04m2的10匝線框abcd固定于圖甲所示的磁場中,規(guī)定磁場垂直紙面向里為正,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化如圖乙所示。線框總電阻R=100Ω,則下列說法正確的是
A. 通過線框中的電流方向始終是 adcba
B. ab邊受到的安培力大小是恒定的
C. 在1~3s內(nèi),線框磁通量的變化量是1.6×10-2Wb
D. 在1~3s內(nèi),通過線框?qū)Ь某個截面的電荷量是1.6×10-4C
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【題目】一列簡諧橫波沿x軸傳播,t=0時刻的波形如圖中實(shí)線所示,t=0.2s(T>0.2s)時刻的波形如圖中虛線所示。P是傳播介質(zhì)中離坐標(biāo)原點(diǎn)xp=2.5m處的一個質(zhì)點(diǎn),t=0時刻P質(zhì)點(diǎn)正向y軸負(fù)方向運(yùn)動。則下列說法正確的是____________.
A.該波向x軸正方向傳播
B.質(zhì)點(diǎn)P的振幅為0.1m
C.該波的頻率為Hz
D.該波的傳播速度為15m/s
E.在t=0.2s時刻,與P相距1m處的質(zhì)點(diǎn)沿x軸負(fù)方向運(yùn)動
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【題目】某興趣實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖所示裝置測定物塊與木板AD、DE間的動摩擦因數(shù)μ1、μ2;兩塊粗糙程度不同的木板AD、DE對接組成斜面和水平面,兩木板在D點(diǎn)光滑連接(物塊在此處運(yùn)動不損失機(jī)械能),且AD板能繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動,F(xiàn)將物塊在AD板上某點(diǎn)由靜止釋放,滑塊將沿AD下滑,最終停在水平板的C點(diǎn);改變傾角,讓物塊從不同的高度由靜止釋放,且每次釋放點(diǎn)的連線在同一條豎直線上(以保證圖中物塊水平投影點(diǎn)B與接點(diǎn)D間距s不變),用刻度尺量出釋放點(diǎn)與DE平面的豎直高度差h、釋放點(diǎn)與D點(diǎn)的水平距離s, D點(diǎn)與最終靜止點(diǎn)C的水平距離x,利用多次測量的數(shù)據(jù)繪出x-h圖像,如圖所示,則
(1)寫出x-h的數(shù)學(xué)表達(dá)式__________(用μ1、μ2、h及s表示);
(2)若實(shí)驗(yàn)中s=0.5m, x-h圖象的橫軸截距a=0.1,縱軸截距b=0.4,則μ1=______, μ2=_________。
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【題目】圖示為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,M、N兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(-2,0)和(-7,0),已知r=0.6s時,M點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰。下列說法正確的是_______(填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分。每選錯1個扣3分,最低得分為0分)
A.該波的周期為0.8s
B.該波的傳播速度為10m/s
C.t=0.9s時N點(diǎn)第一次出現(xiàn)波谷
D.N點(diǎn)剛開始振動時,M點(diǎn)已通過的路程為25cm
E.N點(diǎn)振動后,M、N兩點(diǎn)的振動情況始終相反
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