【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)有一半徑為r、電阻為R1、粗細均勻的光滑半圓形金屬環(huán),在M、N處與相距為2r、電阻不計的平行光滑金屬軌道ME、NF相接,EF之間接有電阻R2,已知R112RR24R。 在MN上方及CD下方有水平方向的勻強磁場I,磁感應(yīng)強度大小均為B,F(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計的導(dǎo)體棒ab,從半圓環(huán)的最高點A處由靜止下落,在下落 過程中導(dǎo)體棒始終保持水平,與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好,設(shè)平行軌道足夠長。已知導(dǎo)體棒ab下落r/2時的速度大小為v1,下落到MN處的速度大小為v2。

(1)求導(dǎo)體棒abA下落r/2時的加速度大小。

(2)若導(dǎo)體棒ab進入磁場后棒中電流大小始終不變,求磁場I之間的距離hR2上的電功率P2。

(3)若將磁場CD邊界略微下移,導(dǎo)體棒ab剛進入磁場時速度大小為v3,要使其在外力F作用下做勻加速直線運動,加速度大小為a,求所加外力F隨時間變化的關(guān)系式。

【答案】1(2)(3)

【解析】

試題(1)以導(dǎo)體棒為研究對象,棒在磁場I中切割磁感線,棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,導(dǎo)體棒abA下落r/2時,導(dǎo)體棒在重力與安培力作用下做加速運動,由牛頓第二定律,得

式中由各式可得到

2)當導(dǎo)體棒ab通過磁場II時,若安培力恰好等于重力,棒中電流大小始終不變,即

式中

解得

導(dǎo)體棒從MNCD做加速度為g的勻加速直線運動,

此時導(dǎo)體棒重力的功率為

根據(jù)能量守恒定律,此時導(dǎo)體棒重力的功率全部轉(zhuǎn)化為電路中的電功率,即

所以,

3)設(shè)導(dǎo)體棒ab進入磁場II后經(jīng)過時間t的速度大小為

此時安培力大小為

由于導(dǎo)體棒ab做勻加速直線運動,

根據(jù)牛頓第二定律,有

即:

由以上各式解得

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【題目】在如圖甲所示的電路中,電源電動勢為3.0 V,內(nèi)阻不計,L1、L2為相同規(guī)格的小燈泡,這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示,R為定值電阻,阻值為7.5 Ω.當開關(guān)S閉合后(  )

A. L1的電阻為Ω

B. L1消耗的電功率為0.75 W

C. L2的電阻為7.5 Ω

D. L2消耗的電功率為0.075 W

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【題目】如圖所示,一光滑的輕滑輪用細繩OO’懸掛于O點;另一細繩跨過滑輪,其一端懸掛質(zhì)量為m的物塊A,另一端系一位于固定光滑斜面上的質(zhì)量為2m的物塊B,斜面傾角θ=45°,外力F沿斜面向上拉物塊B,使物塊B由滑輪正下方位置緩慢運動到和滑輪等高的位置,則( )

A. 細繩OO’的拉力逐漸增大

B. 細線對物塊B的拉力逐漸變大

C. 斜面對物塊B的支持力逐漸變大

D. 外力F逐漸變大

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【題目】某同學(xué)用如圖所示裝置驗證機械能守恒定律時,所用交流電源的頻率為50 Hz,得到如圖4所示的紙帶。選取紙帶上打出的連續(xù)五個點AB、C、D、E,測出A點距起點O的距離為s0=19.00 cm,點A、C間的距離為s1=8.36 cm,點C、E間的距離為s2=9.88 cm,g9.8 m/s2,測得重物的質(zhì)量為m=1 kg。

(1)下列做法正確的有__________。

A.圖中兩限位孔必須在同一豎直線上

B.實驗前,手應(yīng)提住紙帶上端,使紙帶豎直

C.實驗時,先放開紙帶,再接通打點計時器的電源

D.數(shù)據(jù)處理時,應(yīng)選擇紙帶上距離較近的兩點作為初、末位置

(2)選取OC兩點為初、末位置驗證機械能守恒定律,重物減少的重力勢能是__________J,打下C點時重物的速度大小是__________m/s。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

(3)根據(jù)紙帶算出打下各點時重物的速度v,量出下落距離s,則以為縱坐標、以s為橫坐標畫出的圖象應(yīng)是下面的__________。

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【題目】假設(shè)地球和火星都繞太陽做勻速圓周運動,已知地球到太陽的距離小于火星到太陽的距離,那么(  )

A. 地球公轉(zhuǎn)的角速度大于火星公轉(zhuǎn)的角速度B. 地球公轉(zhuǎn)的線速度小于火星公轉(zhuǎn)的線速度

C. 地球公轉(zhuǎn)的加速度小于火星公轉(zhuǎn)的加速度D. 地球公轉(zhuǎn)周期大于火星的公轉(zhuǎn)周期

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【題目】用如右圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中光電流強度與照射光的強弱、頻率等物理量的關(guān)系。圖中A、K兩極間的電壓大小可調(diào),電源的正負極也可以對調(diào),分別用a、b、c三束單色光照射,調(diào)節(jié)A、K間的電壓U,得到光電流I與電壓U的關(guān)系如圖乙所示,由圖可知

A. 單色光ac的頻率相同,且a光更弱些,b光頻率最大

B. 單色光ac的頻率相同,且a光更強些,b光頻率最大

C. 單色光ac的頻率相同,且a光更弱些,b光頻率最小

D. 單色光ac的頻率不同,且a光更強些,b光頻率最小

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【題目】一直角V形槽固定在水平面上,其橫截面如圖所示,BC面與水平面間夾角為60°,有一質(zhì)量為m的正方體木塊放在槽內(nèi),木塊與AB面間的動摩擦因數(shù)為μ,與BC面間無摩擦,F(xiàn)用平行于槽的水平力F推木塊,使之沿槽向里勻速運動,重力加速度為g。下列說法正確的是

A. 木塊受到5個力的作用

B. 木塊對V形槽的作用力大小為mg

C. 推力F大小為

D. 木塊對BC面的壓力大小為

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【題目】如圖所示,BC是半徑為R1/4圓弧形光滑且絕緣的軌道,位于豎直平面內(nèi),其下端與水平絕緣軌道平滑連接,整個軌道處在水平向左的勻強電場中,電場強度為E,今有一質(zhì)量為m、帶正電q的小滑塊,體積很小可視為質(zhì)點,從C點由靜止釋放,滑到水平軌道上A點時速度減為零。若已知滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g。求:

1)滑塊通過B點時對軌道的壓力;

2)水平軌道上A、B兩點之間的距離。

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A. 增大初速度,提高拋出點高度 B. 增大初速度,拋出點高度不變

C. 初速度大小不變,降低拋出點高度 D. 初速度大小不變,提高拋出點高度

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