【題目】在小車上豎直固定著一個高h=0.05m、總電阻R=10 、 n=100匝的閉合矩形線圈,且小車與線圈的水平長度 相同.現(xiàn)線圈和小車一起在光滑的水平面上運(yùn)動,速度為 ,隨后穿過與線圈平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T的水平有界勻強(qiáng)磁場,方向垂直紙面向里,如圖(a)所示.已知小車運(yùn)動(包括線圈)的速度v隨車的位移s變化的v---s圖象如圖(b)所示.求:
(1)小車的水平長度L和磁場的寬度d;
(2)小車的位移s=10cm時線圈中的電流大小I;
(3)線圈和小車通過磁場的過程中克服安培力做的功.
【答案】(1) ; (2) (3)
【解析】試題分析:線圈進(jìn)入磁場,線圈中有感應(yīng)電流受安培力作用,小車做減速運(yùn)動速度v隨位移s減小,當(dāng)線圈完全進(jìn)入磁場,線圈中感應(yīng)電流消失,小車做勻速運(yùn)動.結(jié)合圖象的信息,讀出小車的水平長度l,根據(jù)小車的運(yùn)動情況,求磁場的寬度d。
(1) 由圖可知,從s=5cm開始,線圈進(jìn)入磁場,線圈中有感應(yīng)電流,受安培力作用,小車做減速運(yùn)動,速度隨位移減小,當(dāng)s=15cm時,線圈完全進(jìn)入磁場,線圈中感應(yīng)電流消失,小車做勻速運(yùn)動.因此小車的水平長度cm,
當(dāng)s=30cm時,線圈開始離開磁場 ,則
;
(2) 當(dāng)s=10cm時,由圖象中可知線圈右邊切割磁感線的速度
由閉合電路歐姆定律得線圈中的電流
解得:;
(3) 設(shè)小車和線圈的質(zhì)量為m.在線圈進(jìn)入磁場和離開磁場過程中的一小段時間,內(nèi)安培力的沖量大小為
由動量定理得:
又因?yàn)?/span>,所以有
是v-s圖的斜率,由圖中可以看出線圈進(jìn)入磁場和離開磁場過程中
小車和線圈的質(zhì)量為:
由圖知,線圈左邊離開磁場時,小車的速度為
線圈進(jìn)入磁場和離開磁場時,
克服安培力做功等于線圈和小車的動能減少量
點(diǎn)晴:本題關(guān)鍵要根據(jù)速度的變化分析磁場寬度,同時要結(jié)合力和運(yùn)動的關(guān)系進(jìn)行分析求解,明確安培力對物體運(yùn)動的影響。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,兩電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌傾斜放置,傾角=37°,導(dǎo)軌間距d=0.4m,下端接有定值電阻R0=4Ω,在導(dǎo)軌的CDEF矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌向上的勻強(qiáng)磁場,xDE=5m,該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示,現(xiàn)將一金屬棒在導(dǎo)軌上端由靜止釋放,金屬棒電阻R=1Ω,經(jīng)t=1s金屬棒運(yùn)動到EF位置并開始做勻速運(yùn)動,取g=10m/s2,sin37°=0.6,求:
(1)01s和12s時間內(nèi)通過金屬棒中的電流分別為多大;
(2)金屬棒的質(zhì)量及02s時間內(nèi)金屬棒中產(chǎn)生的熱量。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,邊長為2a的正方形ABCD的中心在直角坐標(biāo)系xOy的原點(diǎn)O,AD平行于x軸,電荷量為-q的點(diǎn)電荷固定在G點(diǎn)(-2a,0),電荷量為+q的點(diǎn)電荷固定在H點(diǎn)(2a,0)。電荷量為+Q的點(diǎn)電荷在外力作用下從A點(diǎn)沿AD運(yùn)動到D點(diǎn),再沿DC運(yùn)動到C點(diǎn)。則
A. A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等
B. A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向相同
C. 點(diǎn)電荷+Q從A到D的過程中,電勢能增加
D. 點(diǎn)電荷+Q從D到C的過程中,電勢能保持不變
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在學(xué)校開展的一次科技活動中,某同學(xué)為了用打點(diǎn)計(jì)時器驗(yàn)證動量守恒定律,他設(shè)計(jì)了一個實(shí)驗(yàn),裝置如圖甲所示,他在長木板右端墊著薄木片平衡摩擦力后,再在小車A后面連上紙帶,前端粘有強(qiáng)力雙面膠,然后推動小車A使之做勻速直線運(yùn)動,到達(dá)長木板下端時與原來靜止的小車B發(fā)生碰撞并粘合在一起繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動,電磁打點(diǎn)計(jì)時器所用電源的頻率為f。
(1)選擇一條比較理想的紙帶,每間隔4個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn),并測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離標(biāo)在紙帶上(如圖乙所示),A為運(yùn)動的起點(diǎn),則應(yīng)選______段來計(jì)算A碰撞前的速度。應(yīng)選____________段來計(jì)算A和B碰后的共同速度(以上兩空選填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”)。
(2)小車A的質(zhì)量為m1,小車B的質(zhì)量為m2,則碰撞前兩小車的總動量為P1=_________,碰撞后兩小車的總動量P2=__________。(用m1、m2、x1、x2、x3、x4和f表達(dá))
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,兩個水平放置的平行板電容器,A板用導(dǎo)線與M板相連,B板和N板都接地.讓A板帶電后,在兩個電容器間分別有P、Q兩個帶電油滴都處于靜止?fàn)顟B(tài).A、B間電容為C1,電壓為U1,帶電量為Q1;M、N間電容為C2,電壓為U2,帶電量為Q2.若將B板稍向下移,下列說法正確的( )
A. P向下動,Q向上動
B. U1減小,U2增大
C. Q1減小,Q2增大
D. C1減小,C2增大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上,另一端與置于水平面上質(zhì)量為m 的物體P接觸,但未與物體P連接,彈簧水平且無形變,F(xiàn)對物體P施加一個水平向右的瞬間沖量,大小為I0,測得物體P向右運(yùn)動的最大距離為x0,之后物體P被彈簧彈回最終停在距離初始位置左側(cè)2x0處。已知彈簧始終在彈簧彈性限度內(nèi),物體P與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,下列說法中正確的是 ( )
A. 物體P與彈簧作用的過程中,系統(tǒng)的最大彈性勢能
B. 彈簧被壓縮成最短之后的過程,P先做加速度減小的加速運(yùn)動,再做加速度減小的減速運(yùn)動,最后做勻減速運(yùn)動
C. 最初對物體P施加的瞬時沖量
D. 物體P整個運(yùn)動過程,摩擦力的沖量與彈簧彈力的沖量大小相等、方向相反
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】有一根長陶瓷管,其表面均勻地鍍有一層很薄的電阻膜,管的兩端有導(dǎo)電箍M和N,如圖(a)所示。用多用電表電阻擋測得MN間的電阻膜的電阻約為100。陶瓷管的直徑遠(yuǎn)大于電阻膜的厚度。
某同學(xué)利用下列器材設(shè)計(jì)了一個測量該電阻膜厚度d的實(shí)驗(yàn)。
A.毫米刻度尺
B.游標(biāo)卡尺(20分度)
C.電流表A1(量程0一50 mA,內(nèi)阻約10)
D.電流表A2(量程O~0.6A,內(nèi)阻約0.6)
E.電壓表V1(量程3V,內(nèi)阻約5 k)
F.電壓表V2(量程15V,內(nèi)阻約15 k)
G.滑動變阻器R1(阻值范圍0一20,額定電流1.5A)
H.滑動變阻器R2(阻值范圍0一100,額定電流1A)
I.電源E(電動勢6V,內(nèi)阻可不計(jì))
J.開關(guān)一個,導(dǎo)線若干
他用毫米刻度尺測出電阻膜的長度為l,用游標(biāo)卡尺測量該陶瓷管的外徑,其示數(shù)如圖(b)所示,該陶瓷管的外徑D= cm;
為了比較準(zhǔn)確地測量電阻膜的電阻,且調(diào)節(jié)方便,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表 ,電壓表 ,滑動變阻器 ;(填寫器材前面的字母代號)
在方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖;
連接好電路后移動滑片,閉合開關(guān)。改變滑動變阻器接人電路的電阻,記錄多組電壓表的讀數(shù)和電流表的讀數(shù),根據(jù)數(shù)據(jù)做出電壓—電流圖像(題圖線為一條直線),并計(jì)算出圖線的斜率為k。若鍍膜材料的電阻率為,計(jì)算電阻膜厚度d的數(shù)學(xué)表達(dá)式為d= (用題目給出的已知量符號或數(shù)學(xué)常數(shù)的符號表示)。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動量守恒定律,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。
(1)下列說法中符合本實(shí)驗(yàn)要求的是___________。
A.安裝軌道時,軌道末端必須水平
B.必要的測量儀器有天平、刻度尺和秒表
C.入射球必須比靶球質(zhì)量大,且二者的直徑必須相同
D.在同一組實(shí)驗(yàn)的不同碰撞中,每次入射球必須從同一位置由靜止釋放
(2)圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的豎直投影。實(shí)驗(yàn)時,先讓入射小球多次從S位置由靜止釋放,找到其平均落地點(diǎn)的位置。然后把靶球靜置于軌道的末端,再將入射小球從同一位置由靜止釋放,多次重復(fù),并找到碰撞后兩球各自落地點(diǎn)的平均位置。用刻度尺分別測量三個落地點(diǎn)的平均位置與O點(diǎn)的距離(線段OM、OP、ON的長度),分別用x1、x2、x3表示。入射小球的質(zhì)量m1,靶球的質(zhì)量為m2,若滿足關(guān)系式__________,則兩球碰撞前后系統(tǒng)動量守恒。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在物理學(xué)的發(fā)展過程中,科學(xué)家們創(chuàng)造出了許多物理學(xué)研究方法,以下關(guān)于所用物理學(xué)研究方法的敘述正確的是
A. 牛頓運(yùn)動定律是研究動力學(xué)問題的基石,牛頓運(yùn)動定律都能通過現(xiàn)代的實(shí)驗(yàn)手段直接驗(yàn)證
B. 在伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)中將可靠的事實(shí)和科學(xué)抽象思維有機(jī)結(jié)合起來反映自然規(guī)律,開創(chuàng)了物理學(xué)的研究方法
C. 將一個鐵球放在墻角處判斷兩個接觸面的支持力較困難,若在兩個接觸面處放上海綿墊來觀察海綿的凹陷來判斷較容易,這里采用的是轉(zhuǎn)化和控制變量的方法
D. 公式中的U和I有因果關(guān)系,公式中的和E有因果關(guān)系,同理中的和a有因果關(guān)系
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