【題目】研究小組同學(xué)在學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)知識(shí)后,進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)探究(如圖所示):兩個(gè)足夠長的平行導(dǎo)軌(MNPQM1P1Q1)間距L=0.2m,光滑傾斜軌道和粗糙水平軌道圓滑連接,水平部分長短可調(diào)節(jié),傾斜軌道與水平面的夾角θ=37°.傾斜軌道內(nèi)存在垂直斜面方向向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5TNN1右側(cè)沒有磁場;豎直放置的光滑半圓軌道PQP1Q1分別與水平軌道相切于P、P1,圓軌道半徑r1=0lm,且在最高點(diǎn)QQ1處安裝了壓力傳感器.金屬棒ab質(zhì)量m=0.0lkg,電阻r=0.1Ω,運(yùn)動(dòng)中與導(dǎo)軌有良好接觸,并且垂直于導(dǎo)軌;定值電阻R=0.4Ω,連接在MM1間,其余電阻不計(jì):金屬棒與水平軌道間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4.實(shí)驗(yàn)中他們驚奇地發(fā)現(xiàn):當(dāng)把NP間的距離調(diào)至某一合適值d,則只要金屬棒從傾斜軌道上離地高h=0.95m及以上任何地方由靜止釋放,金屬棒ab總能到達(dá)QQ1處,且壓力傳感器的讀數(shù)均為零.取g=l0m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.則:

1)金屬棒從0.95m高度以上滑下時(shí),試定性描述金屬棒在斜面上的運(yùn)動(dòng)情況,并求出它在斜面上運(yùn)動(dòng)的最大速度;

2)求從高度h=0.95m處滑下后電阻R上產(chǎn)生的熱量;

3)求合適值d

【答案】13m/s;(20.04J;(30.5m

【解析】

1)導(dǎo)體棒在斜面上由靜止滑下時(shí),受重力、支持力、安培力,當(dāng)安培力增加到等于重力的下滑分量時(shí),加速度減小為零,速度達(dá)到最大值;根據(jù)牛頓第二定律,有:

安培力:

聯(lián)立解得:

2)根據(jù)能量守恒定律,從高度h=0.95m處滑下后回路中上產(chǎn)生的熱量:

故電阻R產(chǎn)生的熱量為:

3)對從斜面最低點(diǎn)到圓軌道最高點(diǎn)過程,根據(jù)動(dòng)能定理,有:

在圓軌道的最高點(diǎn),重力等于向心力,有:

聯(lián)立①②解得:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一圓柱形簡內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場,該筒橫截面的半徑為R,磁場方向垂直于橫藏面向里,圖中直徑MN的兩端分別開有小孔,在該截面內(nèi),有質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的粒子從M端的小孔射入簡內(nèi),射入時(shí)的速度方向與MN角。當(dāng)圓簡繞其中心軸以角速度w順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)角時(shí),該粒子恰好飛出圓筒。不計(jì)粒子重力,粒子在筒內(nèi)未與簡壁發(fā)生碰撞,則下列說法正確的是  

A. 筒內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

B. 筒內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

C. 粒子飛入的速度大小為

D. 粒子飛入的速度大小為Rw

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)要測量某小量程電流表的內(nèi)阻,其內(nèi)阻在10Ω之間,要求測量多組數(shù)據(jù),且各電表指針最大偏轉(zhuǎn)均能超過其滿偏刻度的,可選用的器材如下:

A.待測電流表A(量程10mA

B.電壓表V(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ

C.電流表A0(量程5mA,內(nèi)阻

D.滑動(dòng)變阻器R1(最大電阻,滑片可滑動(dòng)的最大距離10cm

E.滑動(dòng)變阻器R2(最大電阻10Ω,滑片可滑動(dòng)的最大距離50cm

F.定值電阻R3(阻值20Ω

G.電源E(電動(dòng)勢1.5V

H.開關(guān)S及導(dǎo)線若干

1)器材選擇時(shí),在電壓表V和電流表A0中,應(yīng)選_______(填“V”“A0),為便于調(diào)節(jié),滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_________(填R1R2);

2)請?jiān)诜娇騼?nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖_________

3)實(shí)驗(yàn)中,若測得待測電流表A的示數(shù)為I,另一電表的示數(shù)為k,則待測電流表A內(nèi)阻的表達(dá)式為r=__________.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,輕彈簧豎直放置,下端固定在水平地面上.一質(zhì)量為m的小球,從離彈簧上端高h處由靜止釋放,某同學(xué)在研究小球落到彈簧后向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程,他以小球開始下落的位置為原點(diǎn),沿豎直向下方向建立坐標(biāo)軸Ox,做出小球所受彈力F大小隨小球下落的位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖乙所示.不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g.以下判斷正確的是

A. 當(dāng)x=h+x0,重力勢能與彈性勢能之和最小

B. 小球到達(dá)最低點(diǎn)的坐標(biāo)為x=h+2x0

C. 小球受到的彈力最大值大于2mg

D. 小球動(dòng)能的最大值為mgh+mgx0

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在粗糙的水平地面上,一個(gè)質(zhì)量為m的物體在水平恒力F作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過時(shí)間t后,速度為v,如果要使物體的速度由0增加到2v,可采用的做法是

A.將水平恒力增到2F,其他條件不變

B.將時(shí)間增到2t,其他條件不變

C.將物體的質(zhì)量減為原來的,其他條件不變

D.將物體的質(zhì)量、水平拉力都同時(shí)增加為原來的2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】該同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度,電源頻率f50 Hz,在紙帶上打出的點(diǎn)中,選出零點(diǎn),每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),因保存不當(dāng),紙帶被污染,如圖所示,A、BC、D是依次排列的4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),僅能讀出其中3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到零點(diǎn)的距離:xA16.6 mm、xB126.5 mmxD624.5 mm.若無法再做實(shí)驗(yàn),可由以上信息推知:

1)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為____ s

2)打C點(diǎn)時(shí)物體的速度大小為________ m/s(2位有效數(shù)字);

3)物體的加速度大小為__________________________(xAxB、xDf表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪,小物塊A.B用輕繩連接并跨過 滑輪(不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦).初始時(shí)刻,AB處于同一高度并恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).剪斷輕繩后A下落、B沿斜面下滑,則從剪斷輕繩到物塊著地,兩物塊

A.落地時(shí)的速率相同

B.重力的沖量相同

C.重力勢能的變化量相同

D.重力做功的平均功率相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直固定放置的粗糙斜面AB的下端與光滑的圓弧軌道BCD在B點(diǎn)相切,圓弧軌道的半徑為R,圓心O與A、D在同一水平面上,C點(diǎn)為圓弧軌道最低點(diǎn),∠COB==30°。現(xiàn)使一質(zhì)量為m的小物塊從D點(diǎn)無初速度地釋放,小物塊與粗糙斜面AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ<tan,則關(guān)于小物塊的運(yùn)動(dòng)情況,下列說法正確的是

A、小物塊可能運(yùn)動(dòng)到A

B、小物塊經(jīng)過較長時(shí)間后會(huì)停在C點(diǎn)

C、小物塊通過圓弧軌道最低點(diǎn)C時(shí),對C點(diǎn)的最大壓力大小為3mg

D、小物塊通過圓弧軌道最低點(diǎn)C時(shí),對C點(diǎn)的最壓力大小為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在光滑水平面上,木塊A的質(zhì)量,木塊B的質(zhì)量,質(zhì)量的木塊C置于足夠長的木塊B上,B、C之間用一輕彈簧相拴接并且接觸面光滑。開始時(shí)B、C靜止,A以的初速度向右運(yùn)動(dòng),與B碰撞后B的速度為3 m/s,碰撞時(shí)間極短。求:

(1)A、B碰撞后A的速度;

(2)彈簧長度第一次最短時(shí)B、C的速度分別是多少。

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