【題目】如圖所示,相距L=0.5m的平行導(dǎo)軌MNS、PQT處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,水平導(dǎo)軌處的磁場(chǎng)方向豎直向上,光滑傾斜導(dǎo)軌處的磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向下。質(zhì)量均為m=0.04kg、電阻均為R=0.1Ω的導(dǎo)體棒ab、cd均垂直放置于導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。質(zhì)量為M=0.20kg的物體C,用絕緣細(xì)線繞過(guò)光滑的定滑輪分別與導(dǎo)體棒ab、cd相連接。細(xì)線沿導(dǎo)軌中心線且在導(dǎo)軌平面內(nèi),細(xì)線及滑輪質(zhì)量不計(jì)。已知傾斜導(dǎo)軌與水平面的夾角=37°,水平導(dǎo)軌與ab棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4。重力加速度g=10m/s2,水平導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),導(dǎo)體棒cd運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終不離開(kāi)傾斜導(dǎo)軌。物體C由靜止釋放,當(dāng)它達(dá)到最大速度時(shí)下落高度h=1m,求這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)物體C能達(dá)到的最大速度是多少?
(2)由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能與電流產(chǎn)生的內(nèi)能各為多少?
(3)若當(dāng)棒ab、cd達(dá)到最大速度的瞬間,連接導(dǎo)體棒ab、cd及物體C的絕緣細(xì)線突然同時(shí)斷裂,且ab棒也剛好進(jìn)入到水平導(dǎo)軌的更加粗糙部分(ab棒與水平導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)變?yōu)?/span>=0.6)。若從絕緣細(xì)線斷裂到ab棒速度減小為零的過(guò)程中ab棒向右發(fā)生的位移x=0.11m,求這一過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間?
【答案】(1)2m/s (2)0.16J 1.04J (3)0.15s
【解析】
(1)設(shè)C達(dá)到最大速度為,由法拉第電磁感應(yīng)定律可得回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:
E=2BLvm ①
由歐姆定律可得回路中的電流強(qiáng)度為: ②
金屬導(dǎo)體棒ab、cd受到的安培力為: ③
線中張力為T2,導(dǎo)體棒ab、cd及物體C的受力如圖,
由平衡條件可得:, , ④
聯(lián)立①②③④解得 ⑤
(2)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能:E1=μmgh=0.16J ⑥
由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可得:
⑦
聯(lián)立⑤⑥⑦
將,代入可得這一過(guò)程由電流產(chǎn)生的內(nèi)能:
(3)經(jīng)分析, 在ab棒向右減速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,其加速度大小與cd棒沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的加速度大小始終相等,速率也始終相等。設(shè)某時(shí)刻它們的速率為v,則:E=2BLV
由歐姆定律可得回路中的電流強(qiáng)度為:
金屬導(dǎo)體棒ab、cd受到的安培力為:
對(duì)ab棒運(yùn)用動(dòng)量定理:
又
計(jì)算可得 t=0.15s
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)用伏安法測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,現(xiàn)備有下列器材:
A.被測(cè)干電池一節(jié) |
B.電流表:量程0~0.6A,內(nèi)阻0.1Ω |
C.電流表:量程0~3A,內(nèi)阻0.024Ω |
D.電壓表:量程0~3V,內(nèi)阻未知 |
E.電壓表:量程0~15V,內(nèi)阻未知
F.滑動(dòng)變阻器:0~10Ω,2A
G.滑動(dòng)變阻器:0~100Ω,1A
H.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干
在伏安法測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響,測(cè)量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差.在現(xiàn)有器材的條件下,要盡可能準(zhǔn)確地測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.
(1)在上述器材中請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)钠鞑模?/span>____ ____(填寫(xiě)選項(xiàng)前的字母);
(2)在圖方框中畫(huà)出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路圖;
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖所示的U-I圖象,則在修正了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差后,干電池的電動(dòng)勢(shì)E=________V,內(nèi)電阻r=________Ω.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一列自右向左傳播的簡(jiǎn)諧橫波,在t=0時(shí)刻的波形圖如圖所示。已知在t1=0.3s時(shí)刻,P質(zhì)點(diǎn)首次位于波峰,Q點(diǎn)的坐標(biāo)是(-3,0),則以下說(shuō)法正確的是
A. 這列波的傳播速度為0.2m/s
B. 在t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P向上運(yùn)動(dòng)
C. 在t1=0.3s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)A仍位于波谷
D. 在t2=0.5s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)Q首次位于波峰
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示,拋物線上三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)分別是0(0,0)、A(1,6)、B(2,22).從t=0開(kāi)始計(jì)時(shí),下列說(shuō)法正確的是 ( )
A. t=0時(shí),小球的速度為零
B. t=5 S時(shí),小球的位移為130 m
C. 小球在0~5 s內(nèi)的平均速度等于2 s~3 s之間某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度
D. 小球的加速度大小為5 m/s2
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】1922年英國(guó)物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng).若速度相同的同一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,則下列相關(guān)說(shuō)法中正確的是( )
A. 該束帶電粒子帶負(fù)電
B. 速度選擇器的p1極板帶負(fù)電
C. 在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子,比荷越小
D. 在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子,質(zhì)量越大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑絕緣水平桌面處在電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,某時(shí)刻將質(zhì)量為m、帶電荷量為一q的小金屬塊從A點(diǎn)由靜止釋放,小金屬塊經(jīng)時(shí)間t到達(dá)B點(diǎn),此時(shí)電場(chǎng)突然反向、電場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)為某恒定值,且仍為勻強(qiáng)電場(chǎng),又經(jīng)過(guò)時(shí)間t小金屬塊回到A點(diǎn)。小金屬塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電荷量保持不變。求:
(1)電場(chǎng)反向后勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大;
(2)整個(gè)過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,水平地面上有一質(zhì)量為m的木箱,木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,木箱在與水平方向夾角為θ的斜向上拉力F作用下作勻速直線運(yùn)動(dòng),則拉力F的大小為____ 。保持木箱速度不變,改變F,當(dāng)θ1=0°和θ2=30°時(shí),讓木箱發(fā)生相同的位移,兩次拉力做的功分別為W1和W2,則W1_____W2(選填“>”、“=”或“<”)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列關(guān)于近代物理的敘述中,正確的是
A. 光電效應(yīng)是金屬表面的原子吸收光子后由原子核釋放出電子的現(xiàn)象,光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比
B. 氫原子輻射光子后,其電勢(shì)能減小,核外電子動(dòng)能增大
C. 氘核()和氚核()聚合成氦核(),會(huì)放出一個(gè)正電子,發(fā)生質(zhì)量虧損,釋放核能
D. 某種放射性元素半衰期為5天,則100個(gè)該元素原子核經(jīng)過(guò)5天時(shí),一定還剩50個(gè)未發(fā)生衰變
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】隨著航天技術(shù)的發(fā)展,在地球周圍有很多人造飛行器,其中有一些已超過(guò)其設(shè)計(jì)壽命且能量耗盡。每到太陽(yáng)活動(dòng)期,地球的大氣層會(huì)變厚,這時(shí)有些飛行器在大氣阻力的作用下,運(yùn)行的軌道高度將逐漸降低(在其繞地球運(yùn)動(dòng)的每一周過(guò)程中,軌道高度變化很小均可近似視為勻速圓周運(yùn)動(dòng))。為了避免飛行器墜入大氣層后對(duì)地面設(shè)施及人員造成安全威脅,人們?cè)O(shè)想發(fā)射導(dǎo)彈將其在運(yùn)行軌道上擊碎。具體設(shè)想是:在導(dǎo)彈的彈頭脫離推進(jìn)裝置后,經(jīng)過(guò)一段無(wú)動(dòng)力飛行,從飛行器后下方逐漸接近目標(biāo),在進(jìn)入有效命中距離后引爆彈頭并將該飛行器擊碎。對(duì)于這一過(guò)程中的飛行器及彈頭,下列說(shuō)法中正確的是:( )
A.飛行器軌道高度降低后,它做圓周運(yùn)動(dòng)的速率變大
B.飛行器軌道高度降低后,它做圓周運(yùn)動(dòng)的周期變大
C.彈頭在脫離推進(jìn)裝置之前,始終處于完全失重狀態(tài)
D.彈頭引爆前瞬間,彈頭的加速度一定小于此時(shí)飛行器的加速度
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