如圖所示,兩根等高光滑的圓弧軌道,半徑為r、間距為L(zhǎng),軌道電阻不計(jì).在軌道頂端連有一阻值為R的電阻,整個(gè)裝置處在一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.現(xiàn)有一根長(zhǎng)度稍大于L、質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬棒從軌道的頂端ab處由靜止開(kāi)始下滑,到達(dá)軌道底端cd時(shí)受到軌道的支持力為2mg.整個(gè)過(guò)程中金屬棒與導(dǎo)軌電接觸良好,求:
(1)棒到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小和通過(guò)電阻R的電流.
(2)棒從ab下滑到cd過(guò)程中回路中產(chǎn)生的焦耳熱和通過(guò)R的電荷量.
(3)若棒在拉力作用下,從cd開(kāi)始以速度v0向右沿軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則在到達(dá)ab的過(guò)程中拉力做的功為多少?
(1) (2) (3)
【解析】
試題分析:(1)到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),設(shè)棒的速度為v,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E,感應(yīng)電流為I,則
解得
(2)設(shè)產(chǎn)生的焦耳熱為Q,由能量守恒定律有
解得
設(shè)產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為,平均感應(yīng)電流為,通過(guò)R的電荷量為q,則
解得
(3)金屬棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中水平方向的分速度
金屬棒切割磁感線產(chǎn)生正弦交變電流的有效值
在四分之一周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量
設(shè)拉力做的功為,由功能關(guān)系有
解得
考點(diǎn):此題考查法拉第電磁感應(yīng)定律,牛頓定律及能量守恒定律。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解
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一個(gè)有一定厚度的圓盤(pán),可以繞通過(guò)中心垂直于盤(pán)面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng),用下面的方法測(cè)量它勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度。
實(shí)驗(yàn)器材:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、米尺、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙片。
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)如圖1所示,將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面上,將紙帶的一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后,固定在待測(cè)圓盤(pán)的側(cè)面上,使得圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),紙帶可以卷在圓盤(pán)側(cè)面上。
(2)啟動(dòng)控制裝置使圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)接通電源,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn)。
(3)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,停止轉(zhuǎn)動(dòng)和打點(diǎn),取下紙帶,進(jìn)行測(cè)量。
① 由已知量和測(cè)得量表示的角速度的表達(dá)式為ω= 。式中各量的意義是:
.
② 某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得圓盤(pán)半徑r=5.50×10-2m,得到紙帶的一段如圖2所示,求得角速度為 。
(1),T為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔,r為圓盤(pán)的半徑,x2、x1是紙帶上選定的兩點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的米尺的刻度值,n為選定的兩點(diǎn)間的打點(diǎn)數(shù)(含兩點(diǎn))。 (2)6.8/s。 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解
選做題(請(qǐng)從A、B和C三小題中選定兩小題作答,并在答題卡上把所選題目對(duì)應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑.如都作答,則按A、B兩小題評(píng)分.)
A.(選修模塊3-3)(12分)
(1) (4分)下列說(shuō)法中正確的是
A.當(dāng)兩個(gè)分子間的距離為r0(平衡位置)時(shí),分子力為零,分子勢(shì)能最小
B.?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度都與溫度有關(guān),所以擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)也叫做熱運(yùn)動(dòng)
C.第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律,但違反了熱力學(xué)第二定律
D.自然界中與熱現(xiàn)象有關(guān)的自發(fā)的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程具有方向性,雖然總能量守恒,但能量品質(zhì)在退化
(2)(4分)如圖所示,在開(kāi)口向上的豎直放置圓筒形容器內(nèi)用質(zhì)量為m活塞密封一部分氣體,活塞與容器壁間能無(wú)摩擦滑動(dòng),大氣壓恒為p0,容器的橫截面積為S,密封氣體的壓強(qiáng)是 ,當(dāng)氣體從外界吸收熱量Q后,活塞緩慢上升d后再次平衡,在此過(guò)程中密閉氣體的內(nèi)能增加 。
(3)晶須是一種發(fā)展中的高強(qiáng)度材料,它是一些非常細(xì)的完整的絲狀(橫截面為圓形)晶體.現(xiàn)有一根鐵(Fe)晶,直徑為d,能承受的最大拉力為F.試求剛要拉斷時(shí)原子間的作用力f.(已知鐵的密度ρ,鐵的摩爾質(zhì)量M,阿伏伽德羅常數(shù)為NA,忽略鐵分子間的空隙)
B.(選修模塊3-4)(12分)
(l)(4分)下列有關(guān)光現(xiàn)象的說(shuō)法中正確的是
A.同種介質(zhì)中,光波長(zhǎng)越短,傳播速度越快
B.薄膜干涉條紋可以看著是等厚線
C.眼睛直接觀察全息照片可以看到立體圖象
D.宇航員駕駛一艘接近光速的宇宙飛船飛行時(shí),他不能感知自身質(zhì)量的增大
(2)(4分)沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形如圖所示,P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置分別位于x=3.5m和x=6.5m處。在t1=0.5s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P此后恰好第二次處于波峰位置;則t2= s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q此后第二次在平衡位置且向上運(yùn)動(dòng);當(dāng)t3=0.9s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的位移為_(kāi)_ ____cm。
(3)(4分) 如圖所示,透明介質(zhì)球球心位于O,半徑為R,光線DC平行于直徑AOB射到介質(zhì)的C點(diǎn),DC與AB的距離H=R/2,若DC光線進(jìn)入介質(zhì)球后經(jīng)一次反射再次回到介質(zhì)球的界面時(shí),從球內(nèi)折射出的光線與入射光線平行,求介質(zhì)的折射率。
C.(選修模塊3-5)(12分)
(1)(4分)下列說(shuō)法正確的是
A.任何一種金屬都存在一個(gè)“最大波長(zhǎng)”,入射光波長(zhǎng)小于這個(gè)波長(zhǎng),才能產(chǎn)生光電效應(yīng)
B.氫原子輻射出一個(gè)光子后能量減小,核外電子的運(yùn)動(dòng)加速度減小
C.用電子流工作的顯微鏡比用相同速度的質(zhì)子流工作的顯微鏡分辨率低
D.核力的飽和性決定了原子核太大,那一定是不穩(wěn)定的
(2)(4分)質(zhì)量為m1的鋰核()俘獲一個(gè)質(zhì)量為m2的質(zhì)子后衰變?yōu)閮蓚(gè)粒子,粒子質(zhì)量為m3,已知光在真空中速度為c.
①寫(xiě)出核反應(yīng)方程 。
②該過(guò)程中釋放的核能為ΔE =
(3) (4分)在粒子散射實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量為m的粒子以初動(dòng)能E0與質(zhì)量M的金核發(fā)生對(duì)心碰撞。若金核初時(shí)靜止且自由,求粒子與金核間距離最近時(shí)電勢(shì)能。
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科目:高中物理 來(lái)源:江蘇省2010屆三校四模聯(lián)考 題型:實(shí)驗(yàn)題
選做題(請(qǐng)從A、B和C三小題中選定兩小題作答,并在答題卡上把所選題目對(duì)應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑.如都作答,則按A、B兩小題評(píng)分.)
A.(選修模塊3-3)(12分)
(1) (4分)下列說(shuō)法中正確的是
A.當(dāng)兩個(gè)分子間的距離為r0(平衡位置)時(shí),分子力為零,分子勢(shì)能最小
B.?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度都與溫度有關(guān),所以擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)也叫做熱運(yùn)動(dòng)
C.第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律,但違反了熱力學(xué)第二定律
D.自然界中與熱現(xiàn)象有關(guān)的自發(fā)的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程具有方向性,雖然總能量守恒,但能量品質(zhì)在退化
(2)(4分)如圖所示,在開(kāi)口向上的豎直放置圓筒形容器內(nèi)用質(zhì)量為m活塞密封一部分氣體,活塞與容器壁間能無(wú)摩擦滑動(dòng),大氣壓恒為p0,容器的橫截面積為S,密封氣體的壓強(qiáng)是 ,當(dāng)氣體從外界吸收熱量Q后,活塞緩慢上升d后再次平衡,在此過(guò)程中密閉氣體的內(nèi)能增加 。
(3)晶須是一種發(fā)展中的高強(qiáng)度材料,它是一些非常細(xì)的完整的絲狀(橫截面為圓形)晶體.現(xiàn)有一根鐵(Fe)晶,直徑為d,能承受的最大拉力為F.試求剛要拉斷時(shí)原子間的作用力f.(已知鐵的密度ρ,鐵的摩爾質(zhì)量M,阿伏伽德羅常數(shù)為NA,忽略鐵分子間的空隙)
B.(選修模塊3-4)(12分)
(l)(4分)下列有關(guān)光現(xiàn)象的說(shuō)法中正確的是
A.同種介質(zhì)中,光波長(zhǎng)越短,傳播速度越快
B.薄膜干涉條紋可以看著是等厚線
C.眼睛直接觀察全息照片可以看到立體圖象
D.宇航員駕駛一艘接近光速的宇宙飛船飛行時(shí),他不能感知自身質(zhì)量的增大
(2)(4分)沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形如圖所示,P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置分別位于x=3.5m和x=6.5m處。在t1=0.5s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P此后恰好第二次處于波峰位置;則t2= s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q此后第二次在平衡位置且向上運(yùn)動(dòng);當(dāng)t3=0.9s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的位移為_(kāi)_ ____cm。
(3)(4分) 如圖所示,透明介質(zhì)球球心位于O,半徑為R,光線DC平行于直徑AOB射到介質(zhì)的C點(diǎn),DC與AB的距離H=R/2,若DC光線進(jìn)入介質(zhì)球后經(jīng)一次反射再次回到介質(zhì)球的界面時(shí),從球內(nèi)折射出的光線與入射光線平行,求介質(zhì)的折射率。
C.(選修模塊3-5)(12分)
(1)(4分)下列說(shuō)法正確的是
A.任何一種金屬都存在一個(gè)“最大波長(zhǎng)”,入射光波長(zhǎng)小于這個(gè)波長(zhǎng),才能產(chǎn)生光電效應(yīng)
B.氫原子輻射出一個(gè)光子后能量減小,核外電子的運(yùn)動(dòng)加速度減小
C.用電子流工作的顯微鏡比用相同速度的質(zhì)子流工作的顯微鏡分辨率低
D.核力的飽和性決定了原子核太大,那一定是不穩(wěn)定的
(2)(4分)質(zhì)量為m1的鋰核()俘獲一個(gè)質(zhì)量為m2的質(zhì)子后衰變?yōu)閮蓚(gè)粒子,粒子質(zhì)量為m3,已知光在真空中速度為c.
①寫(xiě)出核反應(yīng)方程 。
②該過(guò)程中釋放的核能為ΔE =
(3) (4分)在粒子散射實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量為m的粒子以初動(dòng)能E0與質(zhì)量M的金核發(fā)生對(duì)心碰撞。若金核初時(shí)靜止且自由,求粒子與金核間距離最近時(shí)電勢(shì)能。
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