【題目】如圖所示,在傾角θ=37°的斜面上固定兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌(電阻可忽略不計),相距L=1.0m,導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上,下端接有一阻值為R=2.0Ω的電阻。一根質(zhì)量m=1.0kg、電阻r=2.0Ω的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在導(dǎo)軌上,該導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,t=0時刻導(dǎo)體棒受到平行于導(dǎo)軌向上的外力作用由靜止開始沿導(dǎo)軌以加速度a=2.0m/s向上做勻加速直線運動,重力加速度g=10m/s,求:
(1)t=0時刻外力的大小;
(2)如果前2s內(nèi)在電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q=4J,則該過程能的中外力做功為多少;
(3)若把磁場方向改為豎直向上,大小不變,導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上向上做勻加速直線運動過程中,寫出外力隨時間變化的關(guān)系式.
【答案】(1)12N (2)56J (3)F=12+0.2t ()
【解析】(1)靜止開始時,對導(dǎo)體棒分析,由牛頓第二定律得F-mgsinθ-f=ma
f=μFN
FN=mgcosθ
F= mgsinθ+ mgcosθ+μmgcosθ
F=12N
(2)導(dǎo)體棒t時間位移為x=at2 速度v=at
電路中消耗的總的焦耳熱
增加的重力勢能△Ep=mgxsinθ
增加的動能Ek=mv2
摩擦產(chǎn)生的熱量為QO=μmgxcosθ
由能量守恒得:外力做功W=Q總+△Ep+Qo
解得:W=56J
(3)若把磁場方向改為豎直向上,導(dǎo)體棒勻加速直線運動
安培力F安=BIL
E=BLvcosθ
v=at
由牛頓第二定律得: F-f-F安cosθ-mgsinθ=ma
又由FN+F安sinθ=mgcosθ
聯(lián)立解得:F=12+0.2t
又由于FN≥0 F安sinθ≤mgcosθ
解得:
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【題目】利用如圖所示的電路研究楞次定律,閉合電鍵S后,將線圈A插入線圈B中時,發(fā)現(xiàn)電流計G的指針向左偏一下,則下列判斷正確的是
A. 閉合或斷開電鍵S時,電流計的指針均向左偏
B. 閉合電鍵S后,向左移動滑動觸頭P,電流計的指針向右偏
C. 調(diào)換電源極性后,閉合電鍵S,電流計的指針右偏
D. 調(diào)換電源極性后,向左移動滑動觸頭P,電流計的指針向左偏
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【題目】在豎直平面內(nèi)有水平向右、場強(qiáng)為E=1×104N/C的勻強(qiáng)電場。在場中有一根長L=2m的絕緣細(xì)線,一端固定在O點,另一端系質(zhì)量為0.04kg的帶電小球,它靜止時細(xì)線與豎直方向成37°角。如圖所示,給小球一個初速度讓小球恰能繞O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動,取小球在靜止時的位置為電勢能和重力勢能的零點,下列說法正確的是(cos37°=0.8,g=10m/s2)
A. 小球所帶電量為q=3.5×10-5C
B. 小球恰能做圓周運動動能最小值是0.96J
C. 小球恰能做圓周運動的機(jī)械能最小值是1.54J
D. 小球恰能做圓周運動的機(jī)械能最小值是0.5J
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【題目】一U形玻璃管豎直放置,左端開口,右端封閉,左端上部有一光滑的輕活塞。初始時,管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖所示。用力向下緩慢推活塞,直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時為止。求此時右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動的距離。已知玻璃管的橫截面積處處相同;在活塞向下移動的過程中,沒有發(fā)生氣體泄漏;大氣壓強(qiáng)p0=75.0 cmHg。環(huán)境溫度不變。
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【題目】一帶電粒子僅在電場力作用下從A點開始以做直線運動,其v-t圖像如圖所示,粒子在時刻運動到B點,3時刻運動到C點,下列判斷正確的是
A. A、B、C三點的電勢關(guān)系為
B. A、B、C三點場強(qiáng)大小關(guān)系為
C. 粒子從A點經(jīng)B點運動到C點,電勢能先增加后減少
D. 粒子從A點經(jīng)B點運動到C點,電場線先做正功后做負(fù)功
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【題目】質(zhì)量為2kg的物體在40N水平推力作用下,1s內(nèi)沿豎直墻壁從靜止開始下滑3m.求:(取g=10m/s2)
(1)物體運動的加速度;
(2)物體與墻間的動摩擦因數(shù);
(3)若在1s末時把水平推力改為140N,請通過分析計算說明物體的運動情況.
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【題目】如圖,在光滑的水平面上,有一靜止的小車,甲、乙兩人站在小車左、右兩端,當(dāng)他倆同時相向而行時,發(fā)現(xiàn)小車向右運動,下列說法中錯誤的是:( )
A. 乙的速度必定大于甲的速度
B. 乙對小車的沖量必定大于甲對小車的沖量
C. 乙的動量必定大于甲的動量
D. 甲、乙的動量之和必定不為零
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【題目】壓力波測量儀可將待測壓力波轉(zhuǎn)換成電壓信號,其原理如圖1所示,壓力波p(t)進(jìn)入彈性盒后,通過與鉸鏈O相連的“”型輕桿L,驅(qū)動桿端頭A處的微型霍爾片在磁場中沿x軸方向做微小振動,其位移x與壓力p成正比()。霍爾片的放大圖如圖2所示,它由長×寬×厚=a×b×d,單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n的N型半導(dǎo)體制成,磁場方向垂直于x軸向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。無壓力波輸入時,霍爾片靜止在x=0處,此時給霍爾片通以沿方向的電流I,則在側(cè)面上D1、D2兩點間產(chǎn)生霍爾電壓U0.
(1)指出D1、D2兩點那點電勢高;
(2)推導(dǎo)出U0與I、B0之間的關(guān)系式(提示:電流I與自由電子定向移動速率v之間關(guān)系為I=nevbd,其中e為電子電荷量);
(3)彈性盒中輸入壓力波p(t),霍爾片中通以相同的電流,測得霍爾電壓UH隨時間t變化圖像如圖3,忽略霍爾片在磁場中運動場所的電動勢和阻尼,求壓力波的振幅和頻率。(結(jié)果用U0、U1、t0、α、及β)
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【題目】2018年5月4日,我國長征三號乙運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將亞太6C衛(wèi)星送入預(yù)定同步圓軌道。關(guān)于運行中的亞太6C衛(wèi)星,下列說法中正確的是
A. 線速度大于第一宇宙速度
B. 向心加速度比赤道表面物體的大
C. 可能經(jīng)過北京上空
D. 若軌道半徑減為原來的一半仍與地球同步
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