【題目】如圖下所示,兩足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌傾斜放置,與水平面間的夾角為θ=37°,兩導(dǎo)軌之間的距離為L=0.2 m,導(dǎo)軌上端m、n之間通過導(dǎo)線連接,有理想邊界的勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上,虛線ef為磁場邊界,磁感應(yīng)強度為B=2.0 T。一質(zhì)量為m=0.05 kg的光滑金屬棒ab從距離磁場邊界0.75 m處由靜止釋放,金屬棒兩軌道間的電阻r=0.4 Ω,其余部分的電阻忽略不計,ab、ef均垂直導(dǎo)軌。(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),求:
(1)ab棒最終在磁場中勻速運動的速度;
(2)ab棒運動過程中的最大加速度。
【答案】(1)0.75m/s (2)18m/s2,方向沿斜面向上
【解析】試題分析:(1)當(dāng)ab棒在磁場中勻速運動時,分析ab棒的受力,根據(jù)受力平衡得:
又有和,聯(lián)立以上關(guān)系可得v=0.75m/s
(2)在ab棒進(jìn)入磁場前分析得,方向沿軌道向下
進(jìn)入磁場時的速度設(shè)為v2,由
由于位移等于x1=0.75m,則v2=3m/s
剛進(jìn)入磁場時,對ab棒的分析受力得: ,
解得a2=-18m/s2,方向沿導(dǎo)軌向上
進(jìn)入磁場以后,ab棒做加速度逐漸減小的減速運動,最終勻速運動,
所以,ab棒運動中的最大加速度為18m/s2,方向沿斜面向上。
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【題目】一個帶正電的粒子在電場中只受到電場力的作用,在4s內(nèi)它的速度—時間圖線如圖所示,下列關(guān)于電場力對帶電粒子的作用的說法 ( 。
A. 前2s內(nèi)與后2s內(nèi)電場力大小相等、方向相同
B. 前2s內(nèi)與后2s內(nèi)電場力大小相等、方向相反
C. 前2s內(nèi)與后2s內(nèi)電場力對粒子作的功大小相等、符號相同
D. 前2s內(nèi)與后2s內(nèi)電場力對粒子作的功大小相等、符號相反
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【題目】如圖所示為某一電場的電場線和等勢面.已知φa=5 V,φc=3 V,ab=bc、b點電勢為φb,b,d 在同一等勢面上.以|Wac|表示點電荷q由a點移到c點過程中電場力做功的大小,|Wdc|表示點電荷q由d點移到c點過程中電場力做功的大小,則 ( )
A. φb>4 V B. φb<4 V
C. |Wac|=2|Wdc| D. |Wac|<2|Wdc|
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【題目】如圖9所示,足夠長且電阻不計的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ豎直放置,間距為L=0.5 m ,一勻強磁場磁感應(yīng)強度B=0.2 T垂直穿過導(dǎo)軌平面,導(dǎo)軌的上端M與P間連接阻值為R=0.40 Ω的電阻,質(zhì)量為m=0.01 kg、電阻不計的金屬棒ab垂直緊貼在導(dǎo)軌上。現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑,經(jīng)過一段時間金屬棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),這段時間內(nèi)通過R的電荷量為0.3 C,則在這一過程中(g=10 m/s2)( )
A. 安培力最大值為0.05 N B. 這段時間內(nèi)下降的高度1.2 m
C. 重力最大功率為0.1 W D. 電阻產(chǎn)生的焦耳熱為0.04 J
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【題目】關(guān)于機(jī)械能是否守恒,下列敘述中正確的是( )
A. 做勻速直線運動的物體的機(jī)械能一定守恒
B. 做勻變速運動的物體機(jī)械能可能守恒
C. 做平拋運動的物體機(jī)械能一定守恒
D. 只有重力對物體做功,物體機(jī)械能一定守恒
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【題目】如圖所示,一輕繩繞過無摩擦的兩個輕質(zhì)小定滑輪O1,O2和質(zhì)量為m的小球連接,另一端與套在光滑直桿上質(zhì)量也為m的小物塊連接,已知直桿兩端固定,與兩定滑輪在同一豎直平面內(nèi),與水平面的夾角,直桿上C點與兩定滑輪均在同一高度,C點到定滑輪O1的距離為L,重力加速度為g,設(shè)直桿足夠長,小球運動過程中不會與其他物體相碰,F(xiàn)將小物塊從C點由靜止釋放,當(dāng)小物塊沿桿下滑距離也為L時(圖中D處),下列說法正確的是
A. 小物塊剛釋放時輕繩中的張力一定大于mg
B. 小球下降最大距離為
C. 小物塊在D處的速度與小球速度大小之比為
D. 小物塊在D處的速度大小為
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【題目】美國在2016年2月11日宣布“探測到引力波的存在”。天文學(xué)家通過觀測雙星軌道參數(shù)的變化來間接驗證引力波的存在,證實了GW150914是兩個黑洞并合的事件。該事件中甲、乙兩個黑洞的質(zhì)量分別為太陽質(zhì)量的36倍和29倍,假設(shè)這兩個黑洞,繞它們連線上的某點做圓周運動,且這兩個黑洞的間距緩慢減小。若該黑洞系統(tǒng)在運動過程中各自質(zhì)量不變且不受其它星系的影響,則關(guān)于這兩個黑洞的運動,下列說法正確的是( )
A. 甲、乙兩個黑洞運行的線速度大小之比為36:29
B. 甲、乙兩個黑洞運行的角速度大小始終相等
C. 隨著甲、乙兩個黑洞的間距緩慢減小,它們運行的周期也在減小
D. 甲、乙兩個黑洞做圓周運動的向心加速度大小始終相等
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【題目】在電源處于正常工作狀態(tài)時,下列說法正確的是( 。
A. 在電源內(nèi)部,正電荷從正極向負(fù)極運動
B. 在電源外部,正電荷從正極向負(fù)極運動
C. 在電源外部,電流所做的功一定等于電熱
D. 路端電壓一定等于電源的電動勢
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【題目】如圖所示,A、B、C三球的質(zhì)量均為m,輕質(zhì)彈簧一端固定在斜面頂端、另一端與A球相連,A、B間固定一個輕桿,B、C間由一輕質(zhì)細(xì)線連接.傾角為θ的光滑斜面固定在地面上,彈簧、輕桿與細(xì)線均平行于斜面,初始系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),細(xì)線被燒斷的瞬間,下列說法正確的是( )
A. B球的受力情況未變,加速度為零
B. A、B兩個小球的加速度均沿斜面向上,大小均為gsinθ
C. A、B之間桿的拉力大小為2mgsinθ
D. C球的加速度沿斜面向下,大小為2gsinθ
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