【題目】如圖(a)所示,兩根足夠長的水平平行金屬導軌相距為L=0.5m,其右端通過導線連接阻值R=0.6Ω的電阻,導軌電阻不計,一根質(zhì)量為m=0.2kg、阻值r=0.2Ω的金屬棒ab放在兩導軌上,棒與導軌垂直并保持良好接觸,金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5.整個裝置處在豎直向下的勻強磁場中,取g=10m/s2 . 若所加磁場的磁感應強度大小恒為B,通過小電動機對金屬棒施加水平向左的牽引力,使金屬棒沿導軌向左做勻加速直線運動,經(jīng)過0.5s電動機的輸出功率達到P=10W,此后電動機功率保持不變.金屬棒運動的v~t圖象如圖(b)所示,試求:
(1)磁感應強度B的大。
(2)在0~0.5s時間內(nèi)金屬棒的加速度a的大;
(3)在0~0.5s時間內(nèi)電動機牽引力F與時間t的關系;
(4)若在0~0.3s時間內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量為0.15J,則在這段時間內(nèi)電動機做的功.
【答案】
(1)
解:當vm=5m/s時,棒勻速運動,E=BLvm, ,F(xiàn)A=BIL
∴
∴B=0.8T
(2)
解:
代入數(shù)據(jù),得: =6.67m/s2
(3)
解:
∴在0~0.5s時間內(nèi)電動機牽引力F與時間t的關系
(4)
解:電路中產(chǎn)生的總熱量:
,v=at=2m/s
∵
代人數(shù)據(jù)得:
【解析】(1)棒勻速運動時牽引力與摩擦力、安培力的合力為0,寫出平衡方程,即可求出磁感應強度B;其中牽引力: ;(2)t=0.5s時,牽引力與摩擦力、安培力的合力提供棒運動的加速度;(3)結(jié)合(2)的結(jié)論,即可寫出F與tD的表達式;(4)先根據(jù)串聯(lián)電路的電功率的分配關系,求出電路消耗的總電熱;電動機做的功轉(zhuǎn)化為電熱、摩擦力產(chǎn)生的熱量和導體棒的動能.
【考點精析】通過靈活運用電功率和電功,掌握電流做功的實質(zhì)是電場力對電荷做功.電場力對電荷做功,電荷的電勢能減少,電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.因此電功W=qU=UIt,這是計算電功普遍適用的公式. ? 單位時間內(nèi)電流做的功叫電功率,P=W/t=UI,這是計算電功率普遍適用的公式即可以解答此題.
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【題目】從5m高的樓上以某一速度豎直向下拋出的籃球,在與水平地面相碰后豎直彈起,上升到高2m處被樹杈卡住。在這段過程中( 。
A.籃球的位移為7m,方向豎直向上,路程為7mB.籃球的位移為3m,方向豎直向下,路程為7m
C.籃球的位移為3m,方向豎直向下,路程為3mD.籃球的位移為7m,方向豎直向上,路程為3m
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【題目】光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的粗糙半圓形導軌在B點平滑連接,導軌半徑為R,一個質(zhì)量m的小物塊在A點以V0=3 的速度向B點運動,如圖所示,AB=4R,物塊沿圓形軌道通過最高點C后做平拋運動,最后恰好落回出發(fā)點A.( g取10m/s2),求:
(1)物塊在C點時的速度大小VC
(2)物塊在C點處對軌道的壓力大小FN
(3)物塊從B到C過程阻力所做的功.
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【題目】在離地面3m高處豎直向上拋出一物體,物體上升至離拋出點5m后又落回到地面,在這一過程中,物體的位移(取豎直向上為正)和路程分別是( )
A.-3m,13mB.+3m,8mC.-3m,8mD.+3m,13m
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【題目】如圖所示是電視機電源部分的濾波裝置,當輸入端輸入含有直流成分、交流低頻成分的電流后,能在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電,試分析其工作原理及各電容和電感的作用.
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【題目】以下情況中不能將人或物體看成質(zhì)點的是( )
A. 研究某學生騎車回校的速度
B. 對某學生騎車姿勢進行生理學分析
C. 研究火星探測器從地球到火星的飛行軌跡
D. 研究運動員在3000米長跑比賽中的快慢
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【題目】半徑為R的圓桶,固定在小車上.一光滑小球靜止在圓桶的最低點,如圖所示.小車、圓筒和小球一起,以速度v向右勻速運動.當小車遇到障礙物突然停止時,小球在圓桶中上升的高度可能是( )
A.等于
B.大于
C.等于2R
D.小于2R
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【題目】如圖所示,在光滑水平桌面上有一光滑小孔O,一根輕繩穿過小孔,一端連接質(zhì)量為m=1kg的小球A,另一端連接質(zhì)量為M=4kg的重物B,已知g=10m/s2 , 則
(1)當A球沿半徑r=0.1m的圓周做勻速圓周運動,其角速度ω1為多大時,B物體處于將要離開、而尚未離開地面的臨界狀態(tài)?
(2)當小球A的角速度為ω2=10rad/s時,物體B對地面的壓力為多大?
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【題目】在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,打點計時器所用電源頻率為50Hz,重錘質(zhì)量m=0.1kg,查出當?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.80m/s2
(1)請將下列實驗步驟補充完整:
將紙帶固定在重錘上,讓紙帶穿過打點計時器的限位孔,用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點計時器處;(選填“先接通電源,再松開紙帶”或“先松開紙帶,再接通電源”),讓重物自由下落.
(2)正確地選出紙帶,測得連續(xù)三點A、B、C到第一個點的距離如圖所示,相鄰兩點時間間隔為s,打點計時器打下B點時,重物的速度vB=m/s,從起始點O到打下B點的過程中重力勢能減少量是△EP=J,此過程中重物動能的增加量△Ek= . (以上兩空保留三位有效數(shù)字)
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