【題目】兩根足夠長平行金屬導軌MN、PQ固定在傾角的光滑絕緣斜面上,頂部接有一阻值R=3Ω的定值電阻,下端開口,軌道間距L=1m.整個裝置處于磁感應強度B=2T的勻強磁場中,磁場方向垂直斜面向上.質(zhì)量m=1kg的金屬棒ab,由靜止釋放后沿導軌運動,運動時始終垂直于導軌,且與導軌接觸良好。從金屬棒ab開始運動至達到最大速度過程中,金屬棒下降的豎直高度為h=3m,金屬棒ab在導軌之間的電阻,電路中其余電阻不計, ,取.求:
(1)金屬棒ab達到的最大速度;
(2)金屬棒ab沿導軌向下運動速度時的加速度大;
(3)從金屬棒ab開始運動至達到最大速度過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量;
【答案】(1),(2),(3).
【解析】(1)當加速度為零時達到最大速度,根據(jù)平衡條件、法拉第電磁感應定律和閉合電路歐姆定律即可求解最大速度;(2)根據(jù)法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律和牛頓第二定律即可求解此時加速度的大;(3)從金屬棒ab開始運動至達到最大速度過程中由能量守恒定律求出回路中產(chǎn)生的總熱量,根據(jù)串聯(lián)電路的特點:回路中流過所有電阻的電流相等,故在相同時間內(nèi)每個電阻產(chǎn)生的熱量與該電阻成正比.
(1)金屬棒由靜止釋放后,在重力、軌道支持力和安培力作用下沿斜面做變加速運動,加速度不斷減小,當加速度為零時達到最大速度,后保持勻速運動
由平衡條件得:
金屬棒ab產(chǎn)生的感應電動勢為
感應電流為
金屬棒ab受到的安培力
聯(lián)立解得金屬棒ab達到的最大速度
(2)當速度為時,金屬棒ab產(chǎn)生的感應電動勢
感應電流為
金屬棒ab到的安培力
代入數(shù)據(jù)解得:
由牛頓第二定律得:
解得:
(3)從金屬棒ab開始運動至達到最大速度過程中,由能量守恒定律得:
解得:產(chǎn)生的總熱量為Q=12J
根據(jù)可知電阻R上產(chǎn)生的熱量
代入數(shù)據(jù)可得
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【題目】在如圖所示的電路中,電源的電動勢E恒定,內(nèi)阻r=1Ω,R1為光敏電阻(其阻值隨光照的增強而減。,定值電阻R2=2Ω,R3=5Ω,電表均為理想電表。則下列說法正確的是( )
A. 當光照增強時,電源的效率增大
B. 當光照增強時,電容器的電荷量減小
C. 光照強度變化時,電壓表示數(shù)的變化量和電流表示數(shù)的變化量之比不變
D. 若光敏電阻R1阻值變化范圍為2~9Ω,則光照強度變化前后,ab段電路消耗的電功率可能相同
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】光滑斜面上,某物體在沿斜面向上的恒力作用下從靜止開始沿斜面運動,一段時間后撤去恒力,不計空氣阻力,設斜面足夠長。物體的速率用v表示,物體的動能用Ek表示,物體和地球組成系統(tǒng)的重力勢能用EP表示、機械能用E表示,運動時間用t表示、位移用x表示。對物體開始運動直到最高點的過程,下圖表示的可能是
A. v 隨t 變化的 v -t 圖像
B. Ek 隨x變化的Ek -x 圖像
C. EP 隨x 變化的EP -x 圖像
D. E隨x變化的E-x圖像
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【題目】在平直的高速公路上,一輛巡邏車由靜止開始啟動追趕前方1500m處正以40m/s的速度勻速行駛的違章卡車,巡邏車以5m/s2的加速度做勻加速運動但行駛速度必須控制在=50m/s以內(nèi)。問:
(1)在追趕的過程中,巡邏車和卡車的最大距離是多少?
(2)巡邏車需要多少時間才能追上卡車?
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【題目】(1)電磁打點計時器和電火花打點計時器統(tǒng)稱為打點計時器,其中電磁打點計時器使用時,電源要求是(____)
A.220V直流 B.220V交流 C.4~6V直流 D.4~6V交流
(2)利用如圖裝置可以做力學中的許多實驗,以下說法正確的是______
A.用此裝置“研究勻變速直線運動”時,必須設法消除小車和滑軌間的摩擦力阻力的影響
B.用此裝置“研究勻變速直線運動”時,必須調(diào)整滑輪高度使連接小車的細線與滑軌平行
C.用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時,每次改變沙和沙桶總質(zhì)量之后,需要重新平衡摩擦力
D.用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時,應使沙和沙桶總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量
(3)如圖甲所示是某同學設計的“探究加速度a與力F、質(zhì)量m的關(guān)系”的實驗裝置圖,實驗中認為細繩對小車拉力F等于沙和沙桶總重力,小車運動加速度可由紙帶求得。
①如圖乙所示是該同學在某次實驗中利用打點計時器打出的一條紙帶,A、B、C、D、E、F是該同學在紙帶上選取的六個計數(shù)點,其中計數(shù)點間還有若干個點未標出,設相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為T.該同學用刻度尺測出AC間的距離為,BD間的距離為,則打B點時小車運動的速度=_______,小車運動的加速度a=________.
②某實驗小組在實驗時保持砂和砂桶質(zhì)量不變,改變小車質(zhì)量m,分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對應的數(shù)據(jù)如表中所示.根據(jù)表中數(shù)據(jù),在圖丙坐標紙中作出F不變時a與的圖象.________
③根據(jù)圖線分析,得到實驗結(jié)論:__________________________________________。
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【題目】導線中帶電粒子的定向移動形成電流,電流可以從宏觀和微觀兩個角度來認識。
(1)一段通電直導線的橫截面積為S,單位體積的帶電粒子數(shù)為n,到西安中每個帶電粒子定向移動的速率為v,粒子的電荷量為q,并認為做定向運動的電荷是正電荷。
a.試推導出電流的微觀表達式;
b.如圖所示,電荷定向運動時所受洛倫茲力的矢量和,在宏觀上表現(xiàn)為導線所受的安培力。按照這個思路,請你嘗試由安培力的表達式推導出洛倫茲力的表達式。
(2)經(jīng)典物理學認為金屬導體總恒定電場形成穩(wěn)恒電流。金屬導體中的自由電子在電場力的作用下,定向運動形成電流。自由電子在定向運動的過程中,不斷地與金屬離子發(fā)生碰撞。碰撞后自由電子定向運動的速度變?yōu)榱悖瑢⒛芰哭D(zhuǎn)移給金屬離子,使得金屬離子的熱運動更加劇烈。自由電子定向運動過程中,頻繁地與金屬離子碰撞產(chǎn)生了焦耳熱。某金屬直導線電阻為R,通過的電流為I。請從宏觀和微觀相聯(lián)系的角度,推導在時間t內(nèi)導線中產(chǎn)生的焦耳熱為(需要的物理量可自設)。
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【題目】2017年4月,我國成功發(fā)射了“天舟一號”貨運飛船,它的使命是給在軌運行的“天宮二號”空間站運送物資。已知“天宮二號”空間站在低于同步衛(wèi)星的軌道上繞地球做勻速圓周運動,經(jīng)過時間t(t小于其運行周期T)運動的弧長為s,對應的圓心角為β弧度。已知萬有引力常量為G,地球表面重力加速度為g,下面說法正確的是
A. “天宮二號”空間站的運行速度為
B. “天宮二號”空間站的環(huán)繞周期
C. “天宮二號”空間站的向心加速度為g
D. 地球質(zhì)量
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【題目】某學生做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗,實驗時把彈簧豎直懸掛起來,在下端掛鉤碼,每增加一只鉤碼均記下對應的彈簧伸長的長度x,數(shù)據(jù)記錄如表所示。
(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖甲中作出圖線______;
(2)根據(jù)圖線可以求得彈力和彈簧伸長的關(guān)系式為_____ (式中各物理量均采用國際單位);
(3)一位同學做此實驗時得到如圖乙所示的圖線,說明此同學可能出現(xiàn)了哪種錯誤?_________
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【題目】光電門的基本結(jié)構(gòu)如圖a所示:
(1)DIS是由傳感器、_____和計算機二部分組成,在使用位移傳感器時,把_____固定在小車上.
(2)某次寬為d的擋光片通過光電門,計時器上顯示時間△t,則擋光片通過光電門時的瞬時速度大小為_____.為了減小測量瞬時速度的誤差,應該選擇寬度比較_____(選填“寬”或“窄”)的擋光板.
(3)利用兩個光電門和上述擋光片可以研究勻加速度直線運動.如圖b,將擋光片固定在滑塊上,滑塊自由滑下后光電門1的計時器上顯示t1,光電門2的計時器上顯示t2,已知兩光電門之間的距離L,則滑塊下滑的加速度為_____
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