【題目】如圖所示,間距為L的平行且足夠長的光滑導(dǎo)軌由兩部分組成.傾斜部分與水平部分平滑相連,傾角為θ,在傾斜導(dǎo)軌頂端連接一阻值為r的定值電阻.質(zhì)量為m、電阻也為r的金屬桿MN垂直導(dǎo)軌跨放在導(dǎo)軌上,在傾斜導(dǎo)軌區(qū)域加一垂直導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場;在水平導(dǎo)軌區(qū)域加另一垂直軌道平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B的勻強(qiáng)磁場.閉合開關(guān)S,讓金屬桿MN從圖示位置由靜止釋放,已知金屬桿MN運(yùn)動到水平軌道前,已達(dá)到最大速度,不計(jì)導(dǎo)軌電阻,且金屬桿MN始終與導(dǎo)軌接觸良好并保持跟導(dǎo)軌垂直,重力加速度為g.
(1)求金屬桿MN在傾斜導(dǎo)軌上滑行的最大速率vm
(2)若金屬桿MN在傾斜導(dǎo)軌上運(yùn)動,速度未達(dá)到最大速度vm前,在流經(jīng)定值電阻的電流從零增大到I0的過程中,通過定值電阻的電荷量為q,求這段時間內(nèi)金屬桿MN通過的距離x
(3)求在(2)中所述的過程中,定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q
【答案】(1)(2)(3)
【解析】
(1)金屬桿達(dá)到最大速度時,受重力、支持力和安培力,根據(jù)平衡條件列式求解安培力,根據(jù)安培力公式和切割公式列式求解最大速度;(2)用電量的物理意義是取平均電流,對應(yīng)磁通量的變化,即可求解位移. (3)已知位移可得到恒力做功,再根據(jù)功能關(guān)系列式求解產(chǎn)生的電熱;
(1)金屬桿MN在傾斜導(dǎo)軌上滑行的速度最大時,其受到的合力為零,
對其受力分析,可得mgsin θ-BImL=0
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律可得:
解得:
(2)由電流的定義可得:
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律得:平均電流
解得:
(3)設(shè)電流為I0時金屬桿MN的速度為v0,
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律,可得
解得:
設(shè)此過程中,電路產(chǎn)生的焦耳熱為Q熱,
由功能關(guān)系可得:
定值電阻r產(chǎn)生的焦耳熱
解得:
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑的水平地面上有兩塊材料完全相同的木塊A、B,質(zhì)量均為,A、B之間用輕質(zhì)細(xì)繩水平連接。現(xiàn)沿細(xì)繩所在直線施加一水平恒力作用在A上,A、B開始一起做勻加速運(yùn)動,在運(yùn)動過程中把和木塊A、B完全相同的木塊C放在某一木塊上面,系統(tǒng)仍加速運(yùn)動,且始終沒有相對滑動,則在放上C并達(dá)到穩(wěn)定后,下列說法正確的是
A. 若C放在A上面,繩上拉力不變
B. 若C放在B上面,繩上拉力為
C. C放在B上,B、C間摩擦力為
D. C放在A上比放在B上運(yùn)動時的加速度大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是
A. 簡諧運(yùn)動的周期與振幅無關(guān)
B. 變化的電場一定能產(chǎn)生變化的磁場
C. 太陽光經(jīng)過三棱鏡的兩次折射后,會發(fā)散成彩色光帶
D. 電磁波傳遞信號可以實(shí)現(xiàn)無線通信,也可以通過有線傳輸
E. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,保持入射光頻率不變,增大雙縫距離,則干涉條紋間距也增大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源,輸出電壓為6 V的交流電和直流電兩種.重錘從高處由靜止開始落下,重錘上拖著的紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時器打出一系列的點(diǎn),對紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,已知重力加速度為g.
(1)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個操作步驟:
A.按照圖示的裝置安裝器件;
B.將打點(diǎn)計(jì)時器接到電源的直流輸出端上;
C.用天平測量出重錘的質(zhì)量;
D.先釋放懸掛紙帶的夾子,然后接通電源開關(guān)打出一條紙帶;
E.測量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離;
F.根據(jù)測量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢能在誤差范圍內(nèi)是否等于增加的動能.
其中沒有必要或操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是________(填寫選項(xiàng)對應(yīng)的字母).
(2)如圖所示是實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶,將起始點(diǎn)記為O,并在離O點(diǎn)較遠(yuǎn)的任意點(diǎn)依次選取6個連續(xù)的點(diǎn),分別記為A、B、C、D、E、F,量出各點(diǎn)與O點(diǎn)的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5、h6,使用交流電的周期為T,設(shè)重錘質(zhì)量為m,則在打E點(diǎn)時重錘的動能為________,在打O點(diǎn)和E點(diǎn)這段時間內(nèi)的重力勢能的減少量為________.
(3)在本實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),重錘減少的重力勢能總是______(填“大于”或“小于”)重錘增加的動能,主要是因?yàn)樵谥劐N下落過程中存在著阻力的作用,為了測定阻力大小,可算出(2)問中紙帶各點(diǎn)對應(yīng)的速度,分別記為v1至v6, 并作vn2—hn圖象,如圖所示,直線斜率為k,則可測出阻力大小為________.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一質(zhì)量為m的木塊下端通過一細(xì)線懸掛一質(zhì)量為M的金屬小球,在水中以速率v0勻速下降.某一時刻細(xì)線突然斷裂,此后經(jīng)過時間t木塊的速度減為0.已知重力加速度為g,求:
① 時間t末時刻金屬小球的速度大小
② t時間內(nèi)浮力對金屬小球的沖量的大小和方向
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】關(guān)于下列四幅圖說法正確的是( )
A. 玻爾原子理論的基本假設(shè)認(rèn)為,電子繞核運(yùn)行軌道的半徑是任意的
B. 光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件為:光強(qiáng)大于臨界值
C. 電子束通過鋁箔時的衍射圖樣證實(shí)了運(yùn)動電子具有波動性
D. 發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn),說明金原子質(zhì)量大而且很堅(jiān)硬
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)在確定小球落地點(diǎn)的平均位置時通常采用的做法是用圓規(guī)畫一個盡可能小的圓把所有的落點(diǎn)圈在里面,圓心即平均位置 ,其目的是減小實(shí)驗(yàn)中的________ (選填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”).
(2)入射小球每次必須從斜槽上_______滾下,這是為了保證入射小球每一次到達(dá)斜槽末端時速度相同.
(3)入射小球的質(zhì)量為,被碰小球的質(zhì)量為,在時,實(shí)驗(yàn)中記下了O、M、P、N四個位置(如圖所示),若滿足____________________(用、、OM、OP、ON表示),則說明碰撞中動量守恒;若還滿足_____________________(只能用OM、OP、ON表示),則說明碰撞前后動能也相等.
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【題目】如圖,一塊長木板B放在足夠大的光滑水平面上,在B上放一物體A,現(xiàn)以恒力F作用在B上,由于A、B間有摩擦力的作用,以地面為參考系,A、B都向前移動一段距離,在此過程中,下列說法正確的是
A. 如果A、B之間發(fā)生相對滑動,物塊A可能滑到B的右端
B. 若A、B之間發(fā)生相對滑動,B對A的摩擦力所做的功大于物塊A的動能的增量
C. 不論A、B是否相對滑動,A對B的摩擦力沖量均與B對A的摩擦力沖量相同
D. 不論A、B是否相對滑動,外力F對B做的功始終等于B的動能的增量與B克服摩擦力的功之和
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】今年2月,太原市首批純電動公交車開始運(yùn)營。在運(yùn)營前的測試中,電動公交車在平直路面上運(yùn)動,某段時間內(nèi)的v-t圖象如圖所示。已知在0~10s發(fā)動機(jī)和車內(nèi)制動裝置對車輛所做總功為零,車輛與路面間的摩擦阻力恒定,空氣阻力不計(jì)。已知公交車質(zhì)量為13.5t,g=10m/s2.
A. 汽車發(fā)生的位移為54m
B. 汽車與路面的摩擦阻力為2000N
C. 發(fā)動機(jī)在第1s內(nèi)的平均功率是第7s內(nèi)的
D. 第6s內(nèi)汽車克服車內(nèi)制動裝置做功是第10s內(nèi)的倍
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