【題目】如圖(a),水平地面上固定一傾角為37°的斜面,一寬為l0.43m的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上,磁場(chǎng)邊界與斜面底邊平行。在斜面上由靜止釋放一正方形金屬線框abcd,線框沿斜面下滑時(shí),abcd邊始終與磁場(chǎng)邊界保持平行。以地面為零勢(shì)能面,從線框開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,線框的機(jī)械能E與位移s之間的關(guān)系如圖(b)所示,圖中、均為直線段。已知線框的質(zhì)量為m0.1kg,電阻為R0.06Ω。(sin37°0.6,cos37°0.8,重力加速度g10m/s2)求:

(1)線框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;

(2)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線框的速度v1

(3)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)到恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)所用的時(shí)間t;

(4)線框穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中,線框中產(chǎn)生的最大電功率Pm;

【答案】(1)μ0.5 (2)1.2m/s (3)0.125s (4)0.43W

【解析】

(1)根據(jù)線段,減少的機(jī)械能等于克服摩擦力做的功:

0.144J

其中s10.36m

解得:

μ0.5

(2)未進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律:

線框的加速度

m/s2

速度:

m/s

(3)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,減小的機(jī)械能等于克服摩擦力和安培力所做的功,由圖線可知,此時(shí)機(jī)械能線性減小,說(shuō)明安培力也為恒力,線框做勻速運(yùn)動(dòng)。設(shè)L為線框的邊長(zhǎng),則:

聯(lián)立解得

L0.15m

線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)到恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)所用的時(shí)間:

(4)在線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),安培力

又因?yàn)椋?/span>

可求出

線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后始終做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)ab邊要離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),開(kāi)始做減速運(yùn)動(dòng),此時(shí)線框速度最大,受到的安培力最大,線框內(nèi)的電功率最大

可求得

v21.6m/s

所以線框內(nèi)的最大電功率

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,兩個(gè)帶電小球AB分別處于光滑絕緣的豎直墻面和斜面上,且在同一豎直平面內(nèi)。用水平向左的推力F作用于B球,兩球在圖示位置靜止。現(xiàn)將B球沿斜面向上移動(dòng)一小段距離,發(fā)現(xiàn)A球隨之向上移動(dòng)少許,兩球在虛線位置重新平衡。重新平衡后與移動(dòng)前相比,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.墻面對(duì)A的彈力變小B.斜面對(duì)B的彈力不變

C.推力F變大D.兩球之間的距離變大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】18分)(2012·廣東理綜物理)某同學(xué)測(cè)量一個(gè)圓柱體的電阻率,需要測(cè)量圓柱體的尺寸和電阻。

分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體的長(zhǎng)度和直徑,某次測(cè)量的示數(shù)如圖15a)和圖15b)所示,長(zhǎng)度為_____cm,直徑為_____mm。

按圖15c)鏈接電路后,實(shí)驗(yàn)操作如下:

a)將滑動(dòng)變阻器R1的阻值置于最_____處(填);將S2撥向接點(diǎn)1,閉合S1,調(diào)節(jié)R1,使電流表示數(shù)為I0;

b)將電阻箱R2的阻值調(diào)至最______(填);將S2撥向接點(diǎn)2;保持R1不變,調(diào)節(jié)R2,使電流表示數(shù)仍為I0,此時(shí)R2阻值為1280Ω;

由此可知,圓柱體的電阻為_____Ω。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】(1)如圖所示的四個(gè)圖反映用油膜法估測(cè)分子的大小實(shí)驗(yàn)中的四個(gè)步驟,將它們按操作先后順序排列應(yīng)是________(用符號(hào)表示)

(2)油膜法來(lái)粗略估測(cè)分子的大小,是通過(guò)一些科學(xué)的近似處理,這些處理有:___________。

(3)某同學(xué)通過(guò)測(cè)量出的數(shù)據(jù)計(jì)算分子直徑時(shí),發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果比實(shí)際值偏大,可能是由于_____

A.油酸未完全散開(kāi)

B.油酸溶液濃度低于實(shí)際值

C.計(jì)算油膜面積時(shí),將所有不足一格的方格計(jì)為一格

D.求每滴溶液體積時(shí),1mL的溶液的滴數(shù)多記了10

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖(a),木板OA可繞軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),木板上有一質(zhì)量為m1kg的物塊,始終受到平行于斜面、大小為8N的力F的作用。改變木板傾角,在不同傾角時(shí),物塊會(huì)產(chǎn)生不同的加速度a,如圖(b)所示為加速度a與斜面傾角的關(guān)系圖線。已知物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ0.2,假定物塊與木板間的最大靜摩擦力始終等于滑動(dòng)摩擦力。求:(g10m/s2,sin370.6,cos370.8)

(1)圖線與縱坐標(biāo)交點(diǎn)a0的大小;

(2)圖線與θ軸重合區(qū)間為[θ1,θ2],木板處于該兩個(gè)角度時(shí)的摩擦力指向何方?在斜面傾角處于θ1θ2之間時(shí),物塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何?

(3)如果木板長(zhǎng)L2m,傾角為37,物塊在F的作用下由O點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng),為保證物塊不沖出木板頂端,力F最多作用多長(zhǎng)時(shí)間?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在同一光滑斜面上放同一導(dǎo)體棒,下圖所示是兩種情況的剖面圖。它們所在空間有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等的勻強(qiáng)磁場(chǎng),但方向不同,一次垂直斜面向上,另一次豎直向上,兩次導(dǎo)體A分別通有電流I1I2,都處于靜止平衡.已知斜面的傾角為θ,則(  )

A.I1I2=cosθ1

B.I1I2=11

C.導(dǎo)體A所受安培力大小之比F1F2=sinθcosθ

D.斜面對(duì)導(dǎo)體A的彈力大小之比N2N2=cos2θ1

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在絕緣水平面上固定一個(gè)粗細(xì)均勻、由同種材料制成的邊長(zhǎng)L=0.20m的正方形導(dǎo)線框ABCD,正方形導(dǎo)線框每邊的電阻R01.0 Ω。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.50T,方向垂直于水平面向下。一根與正方形導(dǎo)線框的對(duì)角線長(zhǎng)度相等、接觸良好、電阻r=0.20 Ω的金屬棒MN與導(dǎo)線框的對(duì)角線BD垂直放置在導(dǎo)線框上,金屬棒的中點(diǎn)始終在BD連線上。若金屬棒以v=4.0 m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)金屬棒運(yùn)動(dòng)至AC的位置時(shí),下列正確的是(

A.金屬棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小為0.66V

B.金屬棒MN上通過(guò)的電流大小為0.47A

C.導(dǎo)線框消耗的電功率0.22 W

D.金屬棒MN上通過(guò)的電流方向?yàn)橄驈?/span>MN

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于法拉第電磁感應(yīng)定律,下面說(shuō)法正確的是

A. 線圈中的磁通量變化越大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大

B. 線圈中的磁通量變化越快,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大

C. 線圈中的磁通量越大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大

D. 線圈放在磁場(chǎng)越強(qiáng)的地方,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直放置的均勻細(xì)U型試管,左側(cè)管長(zhǎng)30cm,右管足夠長(zhǎng)且管口開(kāi)口,底管長(zhǎng)度AB=20cm,初始時(shí)左右兩管水銀面等高,且水銀柱高為10cm,左管內(nèi)被水銀封閉的空氣柱氣體溫度為27,已知大氣壓強(qiáng)為75cmHg。

現(xiàn)對(duì)左側(cè)封閉氣體加熱,直至兩側(cè)水銀面形成5cm長(zhǎng)的高度差.則此時(shí)氣體的溫度為多少攝氏度?

若封閉的空氣柱氣體溫度為27℃不變,使U型管豎直面內(nèi)沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則當(dāng)左管的水銀恰好全部進(jìn)入AB管內(nèi)時(shí),加速度為多少?

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同步練習(xí)冊(cè)答案