【題目】如圖所示,空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi),有一對(duì)光滑平行金屬導(dǎo)軌,處于同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),導(dǎo)軌間距L=1m,電阻可忽略不計(jì)。質(zhì)量均為m=lkg,電阻均為R=2.5Ω的金屬導(dǎo)體棒MN和PQ垂直放置于導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌接觸良好。先將PQ暫時(shí)鎖定,金屬棒MN在垂直于棒的拉力F作用下,由靜止開始以加速度a=0.4m/s2向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),5s后保持拉力F的功率不變,直到棒以最大速度vm做勻速直線運(yùn)動(dòng).
(1)求棒MN的最大速度vm;
(2)當(dāng)棒MN達(dá)到最大速度vm時(shí),解除PQ鎖定,同時(shí)撤去拉力F,兩棒最終均勻速運(yùn)動(dòng).求解除PQ棒鎖定后,到兩棒最終勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,電路中產(chǎn)生的總焦耳熱.
(3)若PQ始終不解除鎖定,當(dāng)棒MN達(dá)到最大速度vm時(shí),撤去拉力F,棒MN繼續(xù)運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)后停下來(lái)?(運(yùn)算結(jié)果可用根式表示)
【答案】(1) (2)Q=5 J (3)
【解析】
(1)棒MN做勻加速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得:F-BIL=ma
棒MN做切割磁感線運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E=BLv
棒MN做勻加速直線運(yùn)動(dòng),5s時(shí)的速度為:v=at1=2m/s
在兩棒組成的回路中,由閉合電路歐姆定律得:
聯(lián)立上述式子,有:
代入數(shù)據(jù)解得:F=0.5N
5s時(shí)拉力F的功率為:P=Fv
代入數(shù)據(jù)解得:P=1W
棒MN最終做勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)棒最大速度為vm,棒受力平衡,則有:
代入數(shù)據(jù)解得:
(2)解除棒PQ后,兩棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)量守恒,最終兩棒以相同的速度做勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)速度大小為v′,則有:
設(shè)從PQ棒解除鎖定,到兩棒達(dá)到相同速度,這個(gè)過(guò)程中,兩棒共產(chǎn)生的焦耳熱為Q,由能量守恒定律可得:
代入數(shù)據(jù)解得:Q=5J;
(3)棒以MN為研究對(duì)象,設(shè)某時(shí)刻棒中電流為i,在極短時(shí)間△t內(nèi),由動(dòng)量定理得:-BiL△t=m△v
對(duì)式子兩邊求和有:
而△q=i△t
對(duì)式子兩邊求和,有:
聯(lián)立各式解得:BLq=mvm,
又對(duì)于電路有:
由法拉第電磁感應(yīng)定律得:
又
代入數(shù)據(jù)解得:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,BCDG是光滑絕緣的圓形軌道,位于豎直平面內(nèi),軌道半徑為R,下端與水平絕緣軌道在B點(diǎn)平滑連接,整個(gè)軌道處在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶正電的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))置于水平軌道上,滑塊受到的電場(chǎng)力大小為mg,滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,重力加速度為g.
(1)若滑塊從水平軌道上距離B點(diǎn)s=3R的A點(diǎn)由靜止釋放,求滑塊到達(dá)與圓心O等高的C點(diǎn)時(shí),受到軌道的作用力大?
(2)改變s的大小,使滑塊恰好始終沿軌道滑行,且從G點(diǎn)飛出,求滑塊在圓軌道上滑行過(guò)程中的最小速度大?
(3)在(2)問(wèn)中,求s的大?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】“超導(dǎo)托卡馬克”(EAST)是我國(guó)自行研制的可控?zé)岷朔磻?yīng)實(shí)驗(yàn)裝置.設(shè)該實(shí)驗(yàn)反應(yīng)前氘核()的質(zhì)量為m1,氚核()的質(zhì)量為m2,反應(yīng)后氦核()的質(zhì)量為m3,中子()的質(zhì)量為m4,真空中光速為c.下列說(shuō)法中不正確的是( )
A.這種裝置中發(fā)生的核反應(yīng)方程式是
B.由核反應(yīng)過(guò)程質(zhì)量守恒可知m1+m2=m3+m4
C.核反應(yīng)放出的能量等于(m1+m2–m3–m4)c2
D.這種裝置與我國(guó)大亞灣核電站所使用核裝置的核反應(yīng)原理不相同
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】應(yīng)用如圖所示裝置“驗(yàn)證平行四邊形定則”
(1)實(shí)驗(yàn)對(duì)兩次拉伸橡皮條的要求中,下列哪些說(shuō)法是正確的_____.
A.將橡皮條拉伸相同長(zhǎng)度即可
B.將橡皮條沿相同方向拉即可
C.將彈簧秤都拉伸到相同刻度
D.將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)O拉到相同位置
(2)同學(xué)們?cè)诓僮鬟^(guò)程中有如下議論,其中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的說(shuō)法是_____.
A.兩細(xì)繩必須等長(zhǎng)
B.彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行
C.用兩彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧秤示數(shù)之差應(yīng)盡可能大
D.拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些,標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某村在較遠(yuǎn)的地方建立了一座小型水電站,發(fā)電機(jī)的輸出功率為100 kW,輸出電壓為500 V,輸電導(dǎo)線的總電阻為10 Ω,導(dǎo)線上損耗的電功率為4 kW,該村的用電電壓是220 V.
(1)輸電電路如圖下所示,求升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比;
(2)如果該村某工廠用電功率為60 kW,則該村還可以裝“220 V 40 W”的電燈多少盞?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,兩根光滑固定導(dǎo)軌相距0.4m豎直放置,導(dǎo)軌電阻不計(jì),在導(dǎo)軌末端P、Q兩點(diǎn)用兩根等長(zhǎng)的細(xì)導(dǎo)線懸掛金屬棒cd.棒cd的質(zhì)量為0.01kg,長(zhǎng)為0.2 m,處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向里.相距0.2 m的水平虛線MN和JK之間的區(qū)域內(nèi)存在著垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示.在t=0時(shí)刻,質(zhì)量為0.02kg、阻值為0.3Ω的金屬棒ab從虛線MN上方0.2m高度處,由靜止開放釋放,下落過(guò)程中保持水平,且與導(dǎo)軌接觸良好,結(jié)果棒ab在t1時(shí)刻從上邊界MN進(jìn)入磁場(chǎng),并在磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng),在t2時(shí)刻從下邊界JK離開磁場(chǎng),g取10 m/s2.求:
(1)在0~t1時(shí)間內(nèi),電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小;
(2)在t1~t2時(shí)間內(nèi),棒cd受到細(xì)導(dǎo)線的總拉力為多大;
(3)棒cd在0~t2時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】水平面上靜止放置一質(zhì)量為M的木箱,箱頂部和底部用細(xì)線分別拴住質(zhì)量均為m的小球A、B,兩球間有一根處于拉伸狀態(tài)的輕彈簧,使兩根細(xì)線均處于拉緊狀態(tài),如圖所示,F(xiàn)在突然剪斷下端的細(xì)線,則從剪斷細(xì)線開始到彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)以前的過(guò)程中。下列判斷正確的是( )
A.剛剪斷細(xì)線瞬間,壓力突然變小,以后箱對(duì)地面壓力逐漸增大
B.剛剪斷細(xì)線瞬間,壓力突然變大,以后箱對(duì)地面壓力逐漸減小
C.B球的加速度一直增大
D.B球的加速度先減小后增大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】為了測(cè)量一待測(cè)電阻R的阻值,準(zhǔn)備了以下器材:
A.多用電表
B.電流表G1 (0~100 mA,內(nèi)阻約5)
C.電流表 G2(0~50 mA,內(nèi)阻 r2 = 10 )
D.滑動(dòng)變阻器R1(0~5 )
E.滑動(dòng)變阻器R2(0~1000 )
F.直流電源(3.0V,內(nèi)阻不計(jì))
G.開關(guān)一個(gè)及導(dǎo)線若干
(1)用多用電表歐姆表“×1”擋粗測(cè)電阻時(shí),其阻值如圖甲中指針?biāo)荆瑒tRx的阻值大約是___。
(2)滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_________ (填儀器前的序號(hào))。
(3)請(qǐng)?jiān)趫D乙中對(duì)應(yīng)的虛線框中完成實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)(要求∶滑動(dòng)變阻器便于調(diào)節(jié),電表讀數(shù)不得低于量程的)。(______)
(4)實(shí)驗(yàn)步驟:
①按圖乙所示電路圖連接電路,將變阻器滑動(dòng)觸頭移至最____端(填“左”或“右”);
②閉合開關(guān)S,移動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭至某一位置,記錄G1、G2表的讀數(shù)I1,I2;
③多次移動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭,記錄相應(yīng)的G1、G2表的讀數(shù)I1,I2;
④以I2為縱坐標(biāo)。I1為橫坐標(biāo),作出相應(yīng)圖線如圖丙所示,則待測(cè)電阻Rx的阻值為_____ (保留兩位有效數(shù)字)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】(1)在“兩個(gè)共點(diǎn)力的合成”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)做作出如圖所示的圖,其中A為橡皮條上端的固定點(diǎn),O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn),圖中___________是合力的理論值,需要進(jìn)行比較的是F與的大小和方向,通過(guò)本實(shí)驗(yàn),可以得出結(jié)論:___________
(2)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,小車及車中砝碼的總質(zhì)量用M表示,盤及盤中砝碼的總質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶打出的點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。
1)以下實(shí)驗(yàn)操作正確的(________)
A.平衡摩擦力時(shí),應(yīng)將裝有砝碼的小盤用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上
B.平衡摩擦力時(shí),小車后面的紙帶必須連好,因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過(guò)程中紙帶也要受到阻力
C.每次改變小車的質(zhì)量時(shí),不需要重新平衡摩擦力
D.實(shí)驗(yàn)時(shí),先放開小車,后接通電源
2)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí),保持質(zhì)量m一定,改變質(zhì)量M,測(cè)出相應(yīng)的加速度a并記錄每次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù),若采用圖象法處理數(shù)據(jù),應(yīng)該做的圖象________。
3)如圖(a)為甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)做出的a-F圖線,此甲同學(xué)需要采取的做法是:________
4)乙、丙同學(xué)用同一裝置采用控制變量法做實(shí)驗(yàn),畫出了各自得到的a-F圖線,如圖(b)所示,其中________(填“乙”或“丙”)同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的M比較大。
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