【題目】如圖甲所示,電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距L = 0.5m,上端連接R=0.5Ω的電阻,下端連著電阻不計(jì)的金屬卡環(huán),導(dǎo)軌與水平面的夾角θ=300,導(dǎo)軌間虛線區(qū)域存在方向垂直導(dǎo)軌平面向上的磁場(chǎng),其上、下邊界之間的距離s = 10m,磁感應(yīng)強(qiáng) 度B-t圖如圖乙所示.長(zhǎng)為L(zhǎng)且質(zhì)量為m= 0.5kg的金屬棒ab的電阻不計(jì),垂直導(dǎo) 軌放置于距離磁場(chǎng)上邊界d = 2.5m處,在t= 0時(shí)刻由靜止釋放,棒與導(dǎo)軌始終接觸良好,滑至導(dǎo)軌底端被環(huán)卡住不動(dòng)g取10m/s2,求:
(1)棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)上邊界的時(shí)間;
(2)棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力;
(3)在0-5s時(shí)間內(nèi)電路中產(chǎn)生的焦耳熱.
【答案】t=1s;F安=2.5N; Q=75J
【解析】(1)棒從靜止釋放到剛進(jìn)磁場(chǎng)的過(guò)程中做勻加速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得:
mgsinθ=ma
得:a=gsinθ=5m/s2
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式:d=at2得:
(2)棒剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的速度v=at=5m/s
由法拉第電磁感應(yīng)定律:E=BLv
而 、F安=BIL
得:安培力F安= =2.5N
(3)因?yàn)镕安=mgsinθ=2.5N,所以金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)至導(dǎo)軌底端的時(shí)間為:
由圖可知,棒被卡住1s后磁場(chǎng)才開(kāi)始均勻變化,且
由法拉第電磁感應(yīng)定律:
所以在0-5s時(shí)間內(nèi)電路中產(chǎn)生的焦耳熱為:Q=Q1+Q2
而Q1= t1=25J,Q2=t2=50J
所以Q=75J
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間矩為L=1.0M,其電阻不計(jì),兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置,每個(gè)棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸,己知兩棒的質(zhì)量均為m=0.02kg,電阻均為R=0.2 ,整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.5T,棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下,沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng),而棒cd恰好能保持靜止。取g=10m/s2,求:
(1)通過(guò)cd棒的電流I的大小.
(2)棒ab受到的力F的大小.
(3)當(dāng)電流通過(guò)電路產(chǎn)生的焦耳熱為Q=0.3J時(shí),力F做的功W是多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,兩個(gè)完全相同的小球A、B,在同一高度處以相同大小的初速度v0分別水平拋出和豎直向上拋出,忽略空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是
A.兩小球落地時(shí)的速度相同
B.兩小球落地時(shí),重力的瞬時(shí)功率相同
C.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地,重力對(duì)兩小球做功相同
D.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地,重力對(duì)兩小球做功的平均功率相同
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在電場(chǎng)強(qiáng)度為E=1×104 N/C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,用一根長(zhǎng)L=1 m的絕緣細(xì)桿(質(zhì)量不計(jì))固定一個(gè)質(zhì)量為m=0.2 kg、電荷量為q=5×10-6 C、帶正電的小球.細(xì)桿可繞軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng).現(xiàn)將桿由水平位置A輕輕釋放,在小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B的過(guò)程中.
(1)電場(chǎng)力對(duì)小球做功多少?小球電勢(shì)能如何變化?
(2)小球在最低點(diǎn)的動(dòng)能為多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的木板靜止在光滑的水平面上,一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為m的小物體放在木板上最左端,現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物體上,使物體從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng).已知物體和木板之間的摩擦力為Ff.當(dāng)物體滑到木板的最右端時(shí),木板運(yùn)動(dòng)的距離為x,則在此過(guò)程中( )
A. 物體到達(dá)木板最右端時(shí)具有的動(dòng)能為(F-Ff)(L+x)
B. 物體到達(dá)木板最右端時(shí),木板具有的動(dòng)能為Ffx
C. 系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為Ff(L+x)
D. 物體和木板增加的機(jī)械能為Fx
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】為了測(cè)定一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小,小明所在的物理興趣小組做了如下實(shí)驗(yàn):用長(zhǎng)為L的絕緣輕質(zhì)細(xì)線,上端固定于O點(diǎn),下端拴一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),如圖所示,開(kāi)始時(shí),將線與小球拉成水平,然后釋放,小球由靜止開(kāi)始向下擺動(dòng),擺到B點(diǎn)時(shí)速度恰好為零,然后又從B點(diǎn)向A點(diǎn)擺動(dòng),如此往復(fù).小明用測(cè)量工具測(cè)量與水平方向所成的角度θ,剛好為60°.不計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 在B點(diǎn)時(shí)小球受到的合力為0
B. 電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小為
C. 小球從A運(yùn)動(dòng)到B,重力勢(shì)能減小
D. 小球在下擺的過(guò)程中,小球的機(jī)械能和電勢(shì)能之和先減小后增大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,A、B為某電場(chǎng)中一條直線上的兩個(gè)點(diǎn),現(xiàn)將正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)靜止釋放,僅在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)一段距離到達(dá)B點(diǎn),其電勢(shì)能Ep隨位移x的變化關(guān)系如乙圖.從A到B過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 電場(chǎng)力對(duì)電荷一直做正功
B. 電勢(shì)一直升高
C. 電荷所受電場(chǎng)力先減小后增大
D. 電荷所受電場(chǎng)力先增大后減小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于電磁波,下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 電磁波是由恒定不變的電場(chǎng)或磁場(chǎng)產(chǎn)生的
B. 超聲波屬于電磁波
C. 光屬于電磁波
D. 電磁波不能在真空中傳播
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,兩個(gè)質(zhì)量均為m的小木塊a和b(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平圓盤(pán)上,a與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為l,b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l。木塊與圓盤(pán)的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍,重力加速度大小為g。若圓盤(pán)從靜止開(kāi)始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng),用ω表示圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度,下列說(shuō)法正確的是
A. b一定比a先開(kāi)始滑動(dòng)
B. a、b所受的摩擦力始終相等
C. ω=是b開(kāi)始滑動(dòng)的臨界角速度
D. 當(dāng)ω=時(shí),a所受摩擦力的大小為kmg
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