【題目】如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌置于水平面（紙面）內(nèi)，導(dǎo)軌間距L=0.5m，左端連有電容C=0.4F的電容器。一金屬桿置于導(dǎo)軌上，金屬桿右側(cè)存在一磁感應(yīng)強度B=1.0T，方向豎直向下的勻強磁場區(qū)域。金屬桿在平行于導(dǎo)軌的拉力F作用下，沿導(dǎo)軌向右做初速度為零的加速直線運動，在金屬桿的速度從零增大到v=2m/s的過程中，拉力F隨時間t變化的圖象如圖所示。已知金屬桿的質(zhì)量m=0.1kg，電容器儲存電能的表達式（U為電容器兩極板間的電壓），金屬桿與導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好，忽略一切電阻及電磁輻射的能量，求：

（1）該過程拉力做的功W；

（2）該過程的時間t0

【答案】（1）該過程拉力做的功為0.4J；（2）該過程的時間為1s。

【解析】

（1）當(dāng)速度為v時的感應(yīng)電動勢E=BLv

根據(jù)能量守恒定律可得W=+=+

代入數(shù)據(jù)解得W=0.4J；

（2）根據(jù)圖象可知，圖象與坐標軸圍成的面積表示力F在t0時間內(nèi)的沖量I，

則I=

根據(jù)動量定理可得I-BLt0=mv-0

該過程中電容器所帶的電荷量Q=t0=CE=CBLv

聯(lián)立解得t0=1s。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m、2m和3m的三個木塊，其中質(zhì)量為2m和3m的木塊間用一根不可伸長的輕繩相連，輕繩能承受的最大拉力為F0；質(zhì)量為m和2m的木塊間的最大靜摩擦力為F0．現(xiàn)用水平拉力F拉質(zhì)量為3m的木塊，使三個木塊一起加速運動，下列說法正確的是（ ）

A．質(zhì)量為2m的木塊受到四個力的作用

B．當(dāng)F逐漸增大到F0時，輕繩剛好被拉斷

C．在輕繩未被拉斷前，當(dāng)F逐漸增大時，輕繩上的拉力也隨之增大，并且大小總等于F大小的一半

D．在輕繩被拉斷之前，質(zhì)量為m和2m的木塊間已經(jīng)發(fā)生相對滑動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物體以初速度V0水平拋出，在某時刻，物體的水平速度和豎直速度大小相等，下列說法中正確的是（　�。�

A. 在這段時間內(nèi)的水平位移和豎直位移大小相等

B. 該時刻的速度大小為

C. 從拋出到該時刻的物體運動的時間為

D. 從拋出到該時刻物體運動位移大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為用力傳感器和氣墊導(dǎo)軌探究“加速度與物體受力的關(guān)系”實驗裝置。用力傳感器記錄滑塊受到拉力的大小，在氣墊導(dǎo)軌上相距L的A、B兩點各安裝一個光電門，在滑塊上固定一寬度為d的擋光條：

實驗主要步驟如下：

調(diào)整導(dǎo)軌，使滑塊的擋光條通過A、B兩個光電門的擋光時間______填“相等”或“不相等”，這樣做的目的是：______；

把細線的一端與滑塊相連，另一端通過定滑輪依次與力傳感器、鉤碼相連。為保證實驗過程中力傳感器的示數(shù)不變，必須調(diào)節(jié)滑輪的高度使細線與導(dǎo)軌______；

接通電源后，從光電門A的右端釋放滑塊，滑塊在細線拉力作用下運動，記錄力傳感器的示數(shù)F的大小及擋光條分別到達A、B兩速光電門時的擋光時間、，并利用______計算出滑塊的加速度；

改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復(fù)的操作；

若鉤碼與力傳感器的總質(zhì)量不是遠遠小于滑塊的質(zhì)量，由本實驗得到的數(shù)據(jù)作出的小車的加速度a與力傳感器示數(shù)F的關(guān)系圖像，如圖所示，與本實驗相符的是______。

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】中國空間站將于2022年建成，我國科研人員在模擬空間站運行時發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量為m0的空間站由于受到微弱阻力的作用而沿螺旋軌道向地球運行，因阻力極微小，可認為在一圈內(nèi)空間站作勻速圓周運動。若開始時其軌道半徑為R，經(jīng)過較長時間T后其軌道半徑減小了h（h遠小于R）。如果規(guī)定物體在離地球無窮遠處勢能為零，則質(zhì)量為m的物體離地心距離為r時，具有的萬有引力勢能可表示為，G是萬有引力常量，M為地球質(zhì)量。

（1）求空間站在半徑為R的軌道上運行時的機械能

（2）估算空間站受到的微弱阻力f的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】據(jù)報道科學(xué)家們在距離地球20萬光年外發(fā)現(xiàn)了首顆系外“宜居”行星.假設(shè)該行星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的6.4倍,半徑約為地球半徑的4倍。若宇航員登陸該行星,在該行星表面將一小球以4m/s的速度豎直向上拋出,空氣阻力忽略不計,已知地球表面重力加速度g=10 m/s2 .下列說法正確的是

A.該行星表面重力加速度大小為16 m/s2

B.經(jīng)過2 s小球落回拋出點

C.經(jīng)過2 s小球上升到最高點

D.小球上升的最大高度為0.8 m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為m的登月器與航天飛機連接在一起，隨航天飛機繞月球做半徑為3R（ R為月球半徑）的圓周運動。當(dāng)它們運行到軌道的A點時，登月器被彈離, 航天飛機速度變大，登月器速度變小且仍沿原方向運動，隨后登月器沿橢圓登上月球表面的B點，在月球表面逗留一段時間后，經(jīng)快速起動仍沿原橢圓軌道回到分離點A與航天飛機實現(xiàn)對接。若物體只受月球引力的作用，月球表面的重力加速度用g月表示,已知科學(xué)研究表明，天體在橢圓軌道上運行的周期的平方與軌道半長軸的立方成正比。求：

（1）月球的第一宇宙速度是多少?

（2）登月器與航天飛機一起在圓周軌道上繞月球運行的周期是多少？

（3）若登月器被彈射后,航天飛機的橢圓軌道長軸為8R，則為保證登月器能順利返回A點，登月器可以在月球表面逗留的時間是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實驗小組測量一金屬絲(被測阻值約為25)的電阻率,可選擇的器材有:

A.電流表Gg內(nèi)阻Rg=120,滿偏電流Ig=3 mA

B.電流表A,內(nèi)阻約為5,量程為0~0.1 A

C.螺旋測微器

D.電阻箱R0(0~9 999 n,0.5 A)

E.滑動變阻器R(5 ,1 A)

F.干電池組(3 V,0. 05)

G.一個開關(guān)和導(dǎo)線若干

實驗操作如下:

(1)用螺旋測微器測量電阻絲的直徑,其示數(shù)部分如圖甲所示,則該次測量測得直徑d=_____mm;

(2)把電流表G與電阻箱串聯(lián)改裝成電壓表使用,最大測量電壓為3V,則電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為R0=_____;

(3)用改裝好的電壓表設(shè)計一個測量電阻的實驗電路,根據(jù)提供的器材和實驗需要,請將圖乙中電路圖補畫完整_____;

(4)用刻度尺測量出了電阻絲有效長度L,依據(jù)公式,實驗小組測得了電阻率。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一個枕形導(dǎo)體AB原來不帶電。將它放在一個負點電荷的電場中，點電荷的電量為-Q，與AB中心O點的距離為R。由于靜電感應(yīng)，在導(dǎo)體A、B兩端分別出現(xiàn)感應(yīng)電荷。當(dāng)達到靜電平衡時（ ）

A. 導(dǎo)體中心O點的場強為kQ/R2

B. 導(dǎo)體上的感應(yīng)電荷在導(dǎo)體中心O點的場強為kQ/R2

C. 導(dǎo)體A端電勢低于B端電勢

D. 導(dǎo)體A端電勢高于B端電勢

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