【題目】如圖甲所示,電阻不計且間距L=1 m的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,上端接一阻值R=2 Ω的電阻,虛線OO′下方有垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T,F(xiàn)將質(zhì)量m=0.1 kg、電阻不計的金屬桿ab從OO′上方某處由靜止釋放,金屬桿在下落的過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸且始終水平。金屬桿從靜止開始,下落0.3 m的過程中,加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示,g取10 m/s2,求:
(1)金屬桿剛進(jìn)入磁場時,速度的大小v0;
(2)金屬桿從靜止開始下落0.3m的過程中,在電阻R上產(chǎn)生的熱量Q;
(3)在圖丙的坐標(biāo)系中,定性畫出回路中電流隨時間變化的圖線,并說明圖線與坐標(biāo)軸圍成面積的物理意義(以金屬桿進(jìn)入磁場時為計時起點)。
【答案】(1)1.0m/s(2)0.2875J (3)圖線如圖
【解析】
據(jù)題圖讀出金屬桿剛進(jìn)入磁場時的加速度,由感應(yīng)電動勢公式E=BLv、歐姆定律和安培力公式F=BIL、牛頓第二定律結(jié)合,即可求得速度;
由圖知金屬桿下落0.3m時做加速度為零,開始做勻速運動,由平衡條件求出此時速度,再由能量守恒求解熱量;
:(1)進(jìn)入磁場后,根據(jù)右手定則判斷可知金屬桿ab中電流的方向由a到b,由左手定則判斷出,桿ab所受的安培力豎直向上。剛進(jìn)入磁場時,由牛頓第二定律得:
;
;
聯(lián)立解得:
(2)通過圖象得到h=0.3m時,a=0,表明金屬桿受到的重力與安培力平衡,有;
其中,聯(lián)立得:;
(3)從開始到下落0.3m的過程中,由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律有:,得到:
(3)圖線如圖所示,面積的物理意義是:某段時間內(nèi)通過電阻的電荷量。
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【題目】一列在某介質(zhì)中沿x軸傳播的正弦波,如圖所示,實線是該波在t=0時刻的波形圖線,虛線是該波在t=0.5s時刻的波形圖線,已知波源的振動頻率f<1Hz,圖中A質(zhì)點的坐標(biāo)是(0.2,0),B質(zhì)點的坐標(biāo)是(0.4,0)下列判斷正確的是________
A. 該波沿x軸正向傳播,波速為0.4m/s
B. 該波沿x軸負(fù)向傳播,波速為0.2m/s
C. 從t=2s到t=5s的時間內(nèi),A質(zhì)點沿x軸向右平移60cm
D. 從t=2s到t=5s的時間內(nèi),B質(zhì)點通過的路程為1.2m
E. 提高波源的振動頻率,這列波在該介質(zhì)中傳播的速度不變
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【題目】地下礦井中的礦石裝在礦車中,用電機(jī)通過豎井運送至地面。某豎井中礦車提升的速度大小v隨時間t的變化關(guān)系如圖所示,其中圖線①②分別描述兩次不同的提升過程,它們變速階段加速度的大小都相同;兩次提升的高度相同,提升的質(zhì)量相等。不考慮摩擦阻力和空氣阻力。對于第①次和第②次提升過程,
A. 礦車上升所用的時間之比為4:5
B. 電機(jī)的最大牽引力之比為2:1
C. 電機(jī)輸出的最大功率之比為2:1
D. 電機(jī)所做的功之比為4:5
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【題目】如圖所示,長度為 l 的輕繩上端固定在O點,下端系一質(zhì)量為 m 的小球(小球的大小可以忽略、重力加速度為)。
(1) 在水平拉力F的作用下,輕繩與豎直方向的夾角為α,小球保持靜止。畫出此時小球的受力圖,并求力F的大小;
(2)由圖示位置無初速釋放小球,不計空氣阻力。求小球通過最低點時:
a.小球的動量大。
b.小球?qū)p繩的拉力大小。
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【題目】如圖甲所示為測量電動機(jī)轉(zhuǎn)動角速度的實驗裝置,圓形卡紙固定在電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上,在電動機(jī)的帶動下勻速轉(zhuǎn)動在圓形卡紙的旁邊安裝一個改裝過的打點計時器,已知打點計時器的打點頻率為50Hz。
下面是該實驗的實驗步驟:
I.按實驗要求安裝器材;
Ⅱ.啟動電動機(jī),使圓形卡紙轉(zhuǎn)動起來;
Ⅲ.轉(zhuǎn)動穩(wěn)定后,接通打點計時器的電源,在卡紙邊緣打點;
Ⅳ.?dāng)嚅_打點計時器和電動機(jī)電源;
V.根據(jù)卡紙上留下的部分痕跡,測出某兩點間的圓心角,如圖乙所示計算出電動機(jī)的角速度.
①實驗中使用電磁打點計時器,學(xué)生電源應(yīng)采用下圖中的___________接法(填“A”或“B”)
②若測得圖乙中θ=120°,則電動機(jī)轉(zhuǎn)動的角速度ω=___________rad/s
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【題目】在光電效應(yīng)實驗中,用頻率為的光照射光電管陰極,發(fā)生了光電效應(yīng).下列說法正確的是( )
A. 僅增大入射光的強(qiáng)度,光電流大小不變
B. 入射光的強(qiáng)度必須足夠大,才能發(fā)生光電效應(yīng)
C. 改用頻率小于的光照射,可能不發(fā)生光電效應(yīng)
D. 改用頻率小于的光照射,光電子的最大初動能變大
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【題目】如圖所示,金屬板帶有等量異種電荷,板間某一豎直平面內(nèi)電場線的分布如實線所示,已知該平面內(nèi)P、O的連線為等勢線,且與電場線上兩點M、N的連線垂直.一帶電油滴在O點處于靜止?fàn)顟B(tài).則( )
A. 若將油滴置于P處,仍能靜止
B. 若將油滴從M處釋放,將沿電場線運動至N處
C. M點的電勢一定比N點的高
D. 油滴在M點的電勢能一定比在N點的小
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【題目】如圖所示,矩形區(qū)域含邊界有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,a、b、c、d為矩形的四個頂點,長ab=3L,寬bc=L,一質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子,從a點沿ab方向運動,不計粒子重力。求:
(1)若粒子恰好從d點射出磁場,求粒子從a點運動到d點的時間;
(2)若粒子恰好從c點射出磁場,求粒子運動速度的大小。
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【題目】如圖所示,虛線表示某電場的等勢面.一帶電粒子僅在電場力作用下由A運動到B的徑跡如圖中實線所示.粒子在A點的加速度為aA、電勢能為EA;在B點的加速度為aB、電勢能為EB.則下列結(jié)論正確的是( )
A. 粒子帶正電,aA>aB,EA>EB
B. 粒子帶負(fù)電,aA>aB,EA>EB
C. 粒子帶正電,aA<aB,EA<EB
D. 粒子帶負(fù)電,aA<aB,EA<EB
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