【題目】如圖所示,固定于水平桌面上足夠長的兩平行導(dǎo)軌PO、MN,PQ、MN的電阻不計,間距為d=0.5m.P、M兩端接有一只理想電壓表,整個裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強度B=0.2T的勻強磁場中.電阻均為r=0.1Ω,質(zhì)量分別為m1=300g和m2=500g的兩金屬棒L1、L2平行的擱在光滑導(dǎo)軌上,現(xiàn)固定棒L1,L2在水平恒力F=0.8N的作用下,由靜止開始做加速運動,試求:
(1)當(dāng)電壓表的讀數(shù)為U=0.2V時,棒L2的加速度多大?
(2)棒L2能達到的最大速度vm.
(3)若在棒L2達到最大速度vm時撤去外力F,并同時釋放棒L1,求棒L2達到穩(wěn)定時的速度值.
(4)若固定棒L1,當(dāng)棒L2的速度為v,且離開棒L1距離為S的同時,撤去恒力F,為保持棒L2做勻速運動,可以采用將B從原值(B0=0.2T)逐漸減小的方法,則磁感應(yīng)強度B應(yīng)怎樣隨時間變化(寫出B與時間t的關(guān)系式)?
【答案】(1) ;(2) ;(3)
【解析】解:(1)∵L1與L2串聯(lián)
∴流過L2的電流為 ①
L2所受安培力為:F′=BdI=0.2N ②
∴ ③
(2)當(dāng)L2所受安培力F安=F時,棒有最大速度vm,此時電路中電流為Im.
則:F安=BdIm ④
⑤
F安=F ⑥
由④⑤⑥得: ⑦
(3)撤去F后,棒L2做減速運動,L1做加速運動,當(dāng)兩棒達到共同速度v共時,L2有穩(wěn)定速度,對此過程有:
⑧
∴ ⑨
(4)要使L2保持勻速運動,回路中磁通量必須保持不變,設(shè)撤去恒力F時磁感應(yīng)強度為B0,t時刻磁感應(yīng)強度為Bt,則:
B0dS=Btd(S+vt) ⑩
∴
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【題目】有一個待測電阻R的阻值約為7.5 Ω,現(xiàn)要精確測量該待測電阻的阻值.有下列器材供選用:
A.電壓表(0~3V,內(nèi)阻未知)
B.電流表(0~3 A,內(nèi)阻約為0.5 Ω)
C.電流表(0~100 mA,內(nèi)阻為4.0 Ω)
D.定值電阻R0=1.0 Ω
E.滑動變阻器(10 Ω,2 A)
F.滑動變阻器(1kΩ,0.5 A)
G.學(xué)生電源(直流4V),還有電鍵一個,導(dǎo)線若干
(1)實驗中所用電流表應(yīng)選用 ,(填“B”或“C”).
(2)實驗中所用滑動變阻器選用 ,(填“E”或“F”)
(3)實驗時要求精確測量待測電阻R的值,測量電壓從零開始多取幾組數(shù)據(jù),請在虛線方框中畫出滿足實驗要求的測量電路圖.
(4)某同學(xué)根據(jù)實驗得到某組數(shù)據(jù)為電壓表示數(shù)為1.60 V,電流表示數(shù)為40.0 mA,由此數(shù)據(jù)可得待測電阻Rx= Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
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【題目】某學(xué)習(xí)小組探究一小電珠在不同電壓下的電功率大小,實驗器材如圖甲所示,現(xiàn)已完成部分導(dǎo)線的連接。
①實驗要求滑動變阻器的 滑片從左到右移動過程中,電流表的示數(shù)從零開始逐漸增大。請按此要求用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲實物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接___________;
②某次測量,電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示,則電流表的示數(shù)為_______A
③該小組描繪的伏安特性曲線如圖丙所示,根據(jù)圖線判斷,將_____只相同的小電珠并聯(lián)后,直接與電動勢為3V、內(nèi)阻為1Ω的電源組成閉合回路,可使小電珠的總功率最大,其總功率的值約為____W(保留兩位小數(shù))
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【題目】如圖所示,平行極板與單匝圓線圈相連,極板距離為d,圓半徑為r,單匝線圈的電阻為R1,外接電阻為R2,其他部分的電阻忽略不計.在圓中有垂直紙面向里的磁場,磁感應(yīng)強度均勻增加,有一個帶電粒子靜止在極板之間,帶電粒子質(zhì)量為m、電量為q.則下列說法正確的是( )
A. 粒子帶正電
B. 磁感應(yīng)強度的變化率為
C. 保持開關(guān)閉合,向上移動下極板時,粒子將向上運動
D. 斷開開關(guān)S,粒子將向下運動
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【題目】如圖所示,在垂直紙面向里的勻強磁場的邊界上,有兩個質(zhì)量和電量均相同的正、負離子(不計重力),從點O以相同的速度先后射入磁場中,入射方向與邊界成θ角,則正、負離子在磁場中運動正確的是( )
A. 運動時間相同
B. 運動軌跡的半徑相同
C. 重新回到邊界時速度不相同
D. 重新回到邊界的位置與O點距離相等
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【題目】A、B兩球沿一直線運動并發(fā)生正碰,如圖所示為兩球碰撞前后的位移時間圖像a、b分別為A、B兩球碰前的位移時間圖像,c為碰撞后兩球共同運動的位移時間圖像,若A球質(zhì)量m=2kg,則由圖可知下列結(jié)論正確的是( )
A.A、B碰撞前的總動量為3kgm/s
B.碰撞時A對B所施沖量為-4Ns
C.碰撞前后A的動量變化為4kgm/s
D.碰撞中A、B兩球組成的系統(tǒng)損失的動能為10J
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【題目】如圖所示,臺秤上放一光滑平板,其左邊固定一擋板,一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來,此時臺秤讀數(shù)為N1,現(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一通電導(dǎo)線,電流方向如圖,當(dāng)加上電流后,臺秤讀數(shù)為N2,則以下說法正確的是( )
A. N1>N2,彈簧長度將變長 B. N1>N2,彈簧長度將變短
C. N1<N2,彈簧長度將變長 D. N1<N2,彈簧長度將變短
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【題目】測量滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)的實驗裝置如圖所示。實驗步驟如下:
①用游標(biāo)卡尺測量擋光條的寬度L;用米尺測量O點到光電門A之間的距離d;
②調(diào)整輕滑輪,使細線水平;
③讓滑塊上的擋光條在桌面上O點的正上方并在砝碼盤中加上一定的砝碼,然后從O點由靜止釋放滑塊,讀出力傳感器的讀數(shù)F和數(shù)字毫秒計上顯示的擋光條經(jīng)過光電門的時間Δt;
④根據(jù)擋光條的寬度L、O點到光電門A之間的距離d、擋光條經(jīng)過光電門的時間Δt,求出滑塊運動時的加速度a;
⑤多次重復(fù)步驟③④,得到多組力的數(shù)據(jù)F與對應(yīng)的滑塊加速度a;
⑥根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)作出a-F圖象,計算滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)μ。
測量次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
力傳感器讀數(shù)F(N) | 0.32 | 0.43 | 0.51 | 0.58 | 0.66 |
測量計算的加速度a(m/s2) | 0.59 | 1.20 | 1.51 | 1.89 | 2.31 |
請回答下列問題:
(1)滑塊的加速度a可以用d、L、Δt表示,則a的表達式為________。
(2)在此實驗中________(填“要求”或“不要求”)砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于滑塊、擋光條以及力傳感器的總質(zhì)量。
(3)在實驗步驟⑤中,我們得到多組力的數(shù)據(jù)F與對應(yīng)的滑塊加速度a的數(shù)據(jù)如下表所示,請在坐標(biāo)紙中畫出a—F圖象。
(4)根據(jù)圖象求出滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)μ=________(保留兩位有效數(shù)字)。
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【題目】力學(xué)中引入的“質(zhì)點”的概念,從科學(xué)方法上來說屬于( )
A. 極限分析物理問題的方法 B. 觀察實驗的方法
C. 建立理想物理模型的方法 D. 等效替代的方法
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