【題目】如圖所示,在傾角θ=37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場區(qū)域MNPQ,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為5T,磁場寬度d=0.55m,有一邊長L=0.4m、質(zhì)量m1=0.6kg、電阻R=2Ω的正方形均勻?qū)w線框abcd通過一輕質(zhì)細(xì)線跨過光滑的定滑輪與一質(zhì)量為m2=0.4kg的物體相連,物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,將線框從圖示位置由靜止釋放,物體到定滑輪的距離足夠長.(取g=10m/s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)線框abcd還未進(jìn)入磁場的運(yùn)動(dòng)過程中,細(xì)線中的拉力為多少?
(2)當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí),線框恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),求線框剛釋放時(shí)ab邊距磁場MN邊界的距離x多大?
(3)在(2)問中條件下,若cd邊恰離開磁場邊界PQ時(shí),速度大小為2m/s,求整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中ab邊產(chǎn)生的熱量為多少?
【答案】
(1)
解:m1、m2運(yùn)動(dòng)過程中,以整體為研究對(duì)象,由牛頓第二定律得:
m1gsin θ﹣μm2g=(m1+m2)a,
代入數(shù)據(jù)解得:a=2m/s2,
以m2為研究對(duì)象,由牛頓第二定律得:T﹣μm2g=m2a,
代入數(shù)據(jù)解得:T=2.4N
(2)
解:線框進(jìn)入磁場恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),以整體為研究對(duì)象,由平衡條件得:
m1gsin θ﹣μm2g﹣ =0,
代入數(shù)據(jù)解得:v=1m/s,
ab到MN前線框做勻加速運(yùn)動(dòng),有:v2=2ax,
代入數(shù)據(jù)解得:x=0.25m
(3)
解:線框從開始運(yùn)動(dòng)到cd邊恰離開磁場邊界PQ時(shí),由能量守恒定律得:
m1gsin θ(x+d+L)﹣μm2g(x+d+L)= (m1+m2)v12+Q,
代入數(shù)據(jù)解得:Q=0.4J,
所以:Qab= Q=0.1J
【解析】(1)線框abcd還未進(jìn)入磁場的運(yùn)動(dòng)過程中,線框與物體一起做加速度大小相等的勻加速運(yùn)動(dòng),運(yùn)用整體法,由牛頓第二定律求出它們的加速度大小,再以物體為研究對(duì)象,列式求解細(xì)線拉力.(2)線框進(jìn)入磁場恰勻速,對(duì)于整體,合外力為零,根據(jù)平衡條件和安培力與速度的關(guān)系式,求解勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小,再由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解x.(3)線框從開始運(yùn)動(dòng)到cd邊恰離開磁場時(shí),運(yùn)用能量守恒定律求解ab邊產(chǎn)生的熱量Q.
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的焦耳定律,需要了解焦耳定律:Q=I2Rt,式中Q表示電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,單位是J.焦耳定律無論是對(duì)純電阻電路還是對(duì)非純電阻電路都是適用的才能得出正確答案.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,水平面右端放一大小可忽略的小物塊,質(zhì)量m=0.1kg,以v0=4m/s向左運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)至距出發(fā)點(diǎn)d=1m處將彈簧壓縮至最短,反彈回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)速度大小v1=2m/s.水平面與水平傳送帶理想連接,傳送帶長度L=3m,以v2=10m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng).傳送帶右端與一豎直面內(nèi)光滑圓軌道理想連接,圓軌道半徑R=0.8m,物塊進(jìn)入軌道時(shí)觸發(fā)閉合裝置將圓軌道封閉.(g=10m/s2 , sin53°=0.8,cos53°=0.6))求:
(1)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1;
(2)彈簧具有的最大彈性勢能Ep;
(3)要使物塊進(jìn)入豎直圓軌道后不脫離圓軌道,傳送帶與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2應(yīng)滿足的條件.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在“研究彈簧的形變與外力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,將彈簧水平放置,測出其自然長度,然后豎直懸掛讓彈簧自然下垂,在其下端豎直向下施加外力F.實(shí)驗(yàn)過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的.用記錄的外力F與彈簧的形變量x作出的F﹣x圖線如圖所示.
(1)由圖求出彈簧的勁度系數(shù)k=;
(2)圖線不過原點(diǎn)的原因是:;
(3)橡皮筋也像彈簧一樣,在彈性限度內(nèi)彈力F與伸長量x成正比,即F=kx,式中k值與橡皮筋的原長l0、橫截面積S有關(guān).理論與實(shí)驗(yàn)都表明k=Y ,其中Y是由材料決定的常數(shù),材料力學(xué)中稱為楊氏模量.
①在國際單位中,楊氏模量Y的單位是;
A.N B.m C.N/m D.N/m2
②若某橡皮筋的k值與(1)中彈簧的勁度系數(shù)相同,該橡皮筋的原長為10.0cm,橫截面積為1.0mm2 , 則可知該橡皮筋的楊氏模量Y的大小是(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙、彈簧測力計(jì).其中在本實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是______________.
(2)如圖所示,是某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔T=0.02 s,其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、x4=8.95 cm、x5=9.61 cm、x6=10.26 cm.
由圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算打下D點(diǎn)時(shí)小車的速度vD=_____m/s,小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=____m/s2.(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】現(xiàn)有a、b、c三束單色光,其波長關(guān)系為λa>λb>λc , 用b光束照射某種金屬時(shí),恰能發(fā)生光電效應(yīng).若分別用a光束和c光束照射該金屬,則可以斷定( )
A.a光束照射時(shí),不能發(fā)生光電效應(yīng)
B.c光束照射時(shí),不能發(fā)生光電效應(yīng)
C.a光束照射時(shí),釋放出的光電子數(shù)目最多
D.c光束照射時(shí),釋放出的光電子的最大初動(dòng)能最大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,半徑相同的兩個(gè)金屬小球A,B帶有電荷量大小相等的電荷.相隔一定的距離,兩球之間的相互吸引力大小為F.今用第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球C先后與A,B兩個(gè)球接觸后移開.這時(shí),A,B兩個(gè)球之間的相互作用力大小是( )
A.
B.
C.
D.
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【題目】在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中,小燈泡的規(guī)格為“3.8V,0.3A”.除了開關(guān)、導(dǎo)線外,還有如下器材:
電壓表V,量程0~5V,內(nèi)阻約5kΩ
電流表A1 , 量程0~500mA,內(nèi)阻約0.5Ω
電流表A2 , 量程0~100mA,內(nèi)阻約4Ω
滑動(dòng)變阻器R1 , 最大阻值10Ω,額定電流2.0A
滑動(dòng)變阻器R2 , 最大阻值100Ω,額定電流1.0A
直流電源E,電動(dòng)勢約為6V,內(nèi)阻約為0.5Ω
(1)上述器材中,電流表應(yīng)選 , 滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 . (填器材符號(hào))
(2)某同學(xué)已連接如圖甲所示的電路,在閉合開關(guān)前,檢查發(fā)現(xiàn)有一處不當(dāng)之處,請指出并說明如何改正. .
(3)不當(dāng)之處改正后,在電路中所有元器件都完好,且電壓表和電流表已調(diào)零.閉合開關(guān)后;發(fā)現(xiàn)反復(fù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,小燈泡亮度發(fā)生變化,但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為零,則斷路的導(dǎo)線為(用圖中給出的導(dǎo)線符號(hào)表示).
(4)通過實(shí)驗(yàn)得出了小燈泡的I﹣U圖線如圖乙,可知在小燈泡上的電壓為2.0V時(shí),小燈泡的電阻是Ω.
(5)如果把該小燈泡直接接在電動(dòng)勢是2V,內(nèi)阻是8Ω的電源上組成閉合回路,則通過小燈泡的電流為 A.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】小球從空中某處自由下落,與水平地面相碰后彈到空中某一高度,其速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示,則
A.小球開始下落時(shí)離地面的高度為1.25m
B.小球在0.8s內(nèi)的位移大小為1.70m
C.小球第一次與地面碰撞后的加速度大小為10m/s2
D.小球與地面碰撞過程中速度的變化量的大小為2m/s
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