【題目】如圖所示,PQMN與CDEF為兩根足夠長的固定平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距為L.PQ、MN、CD、EF為相同的弧形導(dǎo)軌;QM、DE為足夠長的水平導(dǎo)軌.導(dǎo)軌的水平部分QM和DE處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.a、b為材料相同、長都為L的導(dǎo)體棒,跨接在導(dǎo)軌上.已知a棒的質(zhì)量為3m、電阻為R,b棒的質(zhì)量為m、電阻為3R,其它電阻不計.金屬棒a和b都從距水平面高度為h的弧形導(dǎo)軌上由靜止釋放,分別通過DQ、EM同時進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中,a、b棒在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動時不會相碰.若金屬棒a、b與導(dǎo)軌接觸良好,且不計導(dǎo)軌的電阻和棒與導(dǎo)軌的摩擦.
(1)金屬棒b向左運(yùn)動速度減為0時金屬棒a的速度多大?
(2)金屬棒a、b進(jìn)入磁場后,如先離開磁場的某金屬棒在離開磁場前已勻速運(yùn)動,此棒從進(jìn)入磁場到勻速運(yùn)動的過程電路中產(chǎn)生的焦耳熱多大?
(3)從兩棒達(dá)到水平導(dǎo)軌至金屬棒b向左運(yùn)動速度減為0時兩棒運(yùn)動總路程?
【答案】(1)(2)3mgh(3)
【解析】本題考查電磁感應(yīng)中雙棒運(yùn)動問題。需運(yùn)用動能定理、動量守恒、能量守恒、微元法等求解。
(1)金屬棒從弧形軌道滑下,由機(jī)械能守恒有:,解得:,兩棒同時進(jìn)入磁場區(qū)域的初速大小均為
由于兩棒在水平軌道上時所受合外力為零,則兩棒在水平軌道上運(yùn)動時動量守恒,可得:
解得金屬棒b向左運(yùn)動速度減為0時,金屬棒a的速度
(2) 先離開磁場的某金屬棒在離開磁場前已勻速運(yùn)動,則兩棒在水平面上勻速的速度相等,由動量守恒得:
解得:,方向向右。
金屬棒a、b進(jìn)入磁場后,到b棒第一次離開磁場過程中,由能量守恒得:
解得此棒從進(jìn)入磁場到勻速運(yùn)動的過程電路中產(chǎn)生的焦耳熱
(3)設(shè)a、b進(jìn)入磁場后到b向左運(yùn)動速度減為0的過程中,兩者速度大小分別為 、,對a棒受力分析,由牛頓第二定律可得:,將該式對時間累積可得:,解得:
從兩棒達(dá)到水平導(dǎo)軌至金屬棒b向左運(yùn)動速度減為0時兩棒運(yùn)動總路程
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,兩個由完全相同的金屬導(dǎo)線制成的圓環(huán)在同一平面上同心放置,半徑r2=2r1,勻強(qiáng)磁場的方向與環(huán)面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化.若磁場限制在小圓環(huán)之內(nèi),則小環(huán)與大環(huán)中感應(yīng)電流之比I1:I2= ;若小環(huán)內(nèi)外均有磁場,則I1:I2= (感應(yīng)電流的磁場相對于原磁場可忽略).
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,從地面上方某處,將一小球以6 m/s的初速度沿水平方向拋,小球經(jīng)過 0.6s 落地。不計空氣阻力,g 取10 m/s2,則可求出( )
A. 小球拋出時離地面的高度是1.8 m
B. 小球從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平位移大小是1.8 m
C. 小球落地時的速度大小是12m/s
D. 小球落地時的速度方向與水平地面成45°角
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】圖甲為游樂場的懸空旋轉(zhuǎn)椅,我們把這種情況抽象為圖乙的模型:一質(zhì)量m=40kg的球通過長L=12.5m的輕繩懸于豎直平面內(nèi)的直角桿上,水平桿長L′=7.5m.整個裝置繞豎直桿轉(zhuǎn)動,繩子與豎直方向成θ角.當(dāng)θ=37°時,(取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:
(1)繩子的拉力大。
(2)該裝置轉(zhuǎn)動的角速度.
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【題目】如圖所示,圓形的光學(xué)儀器(斜線陰影)內(nèi)有一個半徑為2R的圓形空腔,空腔左面?zhèn)缺谏嫌幸慌_激光器,可以沿空腔的直徑方向發(fā)出在真空中速度為c的激光束?涨恢蟹胖昧艘粋比空腔略。ò霃娇梢暈2R)的折射率為2的透明圓柱狀光學(xué)材料,光學(xué)材料的圓心在空腔的圓心O點(diǎn),并且材料中被挖掉了一塊半徑為R的截面為半圓形的柱體(圓心和O點(diǎn)重合),挖掉的部分為真空。(反射與折射在同一界面時只考慮折射)
①求激光從發(fā)出到照射到空腔壁的時間。
②激光器始終開啟,若光學(xué)材料圍繞空腔圓心O點(diǎn)順時針轉(zhuǎn) 動900,空腔壁上能被激光照射到的圓弧長度為多少?(只考慮折射光線照射的圓弧長度)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】圖中甲、乙兩圖分別表示兩個分子之間分子力和分子勢能隨分子間距離變化的圖象.由圖象判斷以下說法中正確的是( )
A. 當(dāng)分子間距離為r0時,分子力和分子勢能均最小且為零
B. 當(dāng)分子間距離r>r0時,分子力隨分子間距離的增大而增大
C. 當(dāng)分子間距離r>r0時,分子勢能隨分子間距離的增大而增大
D. 當(dāng)分子間距離r<r0時,若分子間距離逐漸減小,分子力和分子勢能都逐漸增大
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【題目】如圖所示的理想變壓器,b是原線圈的中點(diǎn)接頭,從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上正弦交變電壓,現(xiàn)將單刀雙擲開關(guān)與a連接,下列說法正確的是( 。
A. 滑動變阻器觸頭P向上移動時,電壓表、電流表示數(shù)均變小
B. 滑動變阻器觸頭P向上移動時,原線圈中電流減小
C. 單刀雙擲開關(guān)由a轉(zhuǎn)向b,電壓表、電流表示數(shù)均變大
D. 單刀雙擲開關(guān)由a轉(zhuǎn)向b,變壓器輸入功率將變小
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【題目】如圖所示,電路的a、b端接有電壓有效值為U的正弦交流電,變壓器為理想變壓器,電路中電阻和的阻值均相同,電流表為理想電表。當(dāng)開關(guān)S斷開時,電流表的示數(shù)為I,當(dāng)開關(guān)S閉合時,電流表的示數(shù)為,則
A. 開關(guān)S閉合后,副線圈兩端的電壓降低
B. 流過電阻的電流將變小
C. 理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2:1
D. 的阻值為
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【題目】如圖所示,光滑水平面AB與粗糙半圓軌道BC相切于B點(diǎn),軌道半徑為R=0.5m,小球P質(zhì)量m1=0.2kg,以v0=9m/s的初速度向右運(yùn)動,與靜止在水平軌道上的Q小球發(fā)生彈性正碰,Q小球的質(zhì)量m2=0.4kg,小球Q被碰后恰好能沿BC軌道到達(dá)C點(diǎn),取g=10m/s2,
求:(1)碰后小球Q經(jīng)過B點(diǎn)時對軌道的壓力大小;
(2)小球Q沿軌道從B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中克服摩擦力所做的功。
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