(17分)如圖甲所示,MN、PQ是相距d="l" m的足夠長平行光滑金屬導軌,導軌平面與水平面成某一夾角,導軌電阻不計;長也為1m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上,且始終與導軌接觸良好,ab的質(zhì)量m=0.1 kg、電阻R="l" Ω; MN、PQ的上端連接右側(cè)電路,電路中R2為一電阻箱;已知燈泡電阻RL="3" Ω,定值電阻R1="7" Ω,調(diào)節(jié)電阻箱使R2 ="6" Ω,量力加速度g="10" m/s2,F(xiàn)斷開開關(guān)S,在t=0時刻由靜止釋放ab,在t=0.5 s時刻閉合S,同時加上分布于整個導軌所在區(qū)域的勻強磁場,磁場方向垂直于導軌平面斜向上;圖乙所示為ab的速度隨時間變化圖像。

(1)求斜面傾角a及磁感應強度B的大。
(2)ab由靜止下滑x=50 m(此前已達到最大速度)的過程中,求整個電路產(chǎn)生的電熱;
(3)若只改變電阻箱R2的值。當R2為何值時,ab勻速下滑中R2消耗的功率最大?消耗的最大功率為多少?
(1)  ;1T  (2)28.2J  (3)0.27W

試題分析:(1)S斷開時,ab做勻加速直線運動,從圖乙得
由牛頓第二定律有  所以有  即
t=0.5s時,S閉合且加了磁場,分析可知,此后ab將先做加速度減小的加速運動,當速度達到最大() 后接著做勻速運動。勻速運動時,由平衡條件知   又     
  聯(lián)立以上四式有  
代入數(shù)據(jù)解得
(2)由能量轉(zhuǎn)化關(guān)系有 代入數(shù)據(jù)解得J
(3)改變電阻箱R2的值后,ab勻速下滑時有 所以
通過R2的電流為   R2的功率為  
聯(lián)立以上三式可得    當時,即,功率最大,所以W...
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

某物理興趣小組在一次探究活動中,想測量滑塊和長木板之間的動摩擦因數(shù)。實驗裝置如圖所示,一端裝有定滑輪的表面粗糙的長木板固定在水平實驗臺上,木板上有一滑塊;滑塊左端與穿過打點計時器限位孔的紙帶相連,右端固定一個輕小動滑輪;鉤碼和彈簧測力計通過繞在滑輪上的水平輕繩相連。放開鉤碼,滑塊在長木板上做勻加速直線運動。

實驗時滑塊加速運動,讀出彈簧測力計的示數(shù)F,處理紙帶,得到滑塊運動的加速度a;改變鉤碼個數(shù),重復實驗;以彈簧測力計的示數(shù)F為縱軸,加速度a為橫軸,得到的圖象是一條斜率為k、縱軸截距為b的傾斜直線,如圖所示。已知重力加速度為g,忽略滑輪與繩之間的摩擦,則滑塊的質(zhì)量M=         ;滑塊和長木板之間的動摩擦因數(shù)μ=       

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一輕質(zhì)彈簧的一端系一質(zhì)量為m的小球,另一端固定在傾角為370的光滑斜面體頂端,彈簧與斜面平行。在斜面體以大小為g的加速度水平向左做勻加速直線運動的過程中,小球始終相對于斜面靜止。已知彈簧的勁度系數(shù)為k,則該過程中彈簧的形變量為(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8)
A.0.2mg/kB.0.4mg/k C.mg/k D.0.6mg/k

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連,下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連,整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上,并處于靜止狀態(tài).現(xiàn)將木板沿水平方向快速抽出,設(shè)抽出后的瞬間,木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2,重力加速度大小為g.則有(  )
A.a(chǎn)1=0,a2=gB.a(chǎn)1=g,a2=g
C.a(chǎn)1=0,a2gD.a(chǎn)1=g,a2g

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,質(zhì)量為mA=2kg的平板車A靜止在水平地面上,車長d =5m。物塊B靜止在平板車左端,在物塊B正前方某處。有一小球C,球C通過長l = 0.32m的細繩與固定點O相連,球C恰好與物塊B等高,且C始終不與平板車A接觸。在t = 0時刻,平板車A突然獲得水平初速度v0開始向左運動,后來某一時刻物塊B與球C發(fā)生彈性碰撞,碰后球C恰好能繞O點在豎直平面內(nèi)作圓周運動。若B、C可視為質(zhì)點,mB=mC= 1kg,物塊B與平板車A、平板車A與地面之間的動摩擦因數(shù)均為µ=0.2,g取10m/s2,求:
(1)B、C碰撞瞬間,細繩拉力的大?
(2)B、C碰撞前瞬間物塊B的速度大小。
(3)若B、C碰撞時,物塊B在平板車的中間位置,且t0=1.5s時平板車A的速度變?yōu)関1 =5m/s,則
物塊B是在加速階段還是減速階段與球C相碰撞?小車的初速度v0多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(16分)如圖所示,MN、PQ是兩根足夠長的光滑平行金屬導軌,導軌間距為d,導軌所在平面與水平面成θ角,M、P間接阻值為R的電阻。勻強磁場的方向與導軌所在平面垂直,磁感應強度大小為B。質(zhì)量為m、阻值為r的金屬棒放在兩導軌上,在平行于導軌的拉力作用下,以速度v勻速向上運動。已知金屬棒與導軌始終垂直并且保持良好接觸,重力加速度為g。求:

(1)金屬棒產(chǎn)生的感應電動勢E;
(2)通過電阻R電流I;
(3)拉力F的大小。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

在電場方向水平向右的勻強電場中,一帶電小球從A點豎直向上拋出,其運動的軌跡如圖所示,小球運動軌跡上的A、B兩點在同一水平線上, M為軌跡的最高點.小球拋出時的動能為8.0J,在M點的動能為6.0J,不計空氣的阻力。求:

(1)小球水平位移x1與x2的比值;
(2)小球落到B點時的動能Ek;
(3)小球所受電場力與重力的大小之比。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

用一水平力F拉靜止在水平面上的物體,在F從0開始逐漸增大的過程中,加速度a隨外力F變化的圖象如圖所示,g=10 m/s2,則可以計算出(  )
A.物體與水平面間的最大靜摩擦力
B.F為14 N時物體的速度
C.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)
D.物體的質(zhì)量

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(16分)如圖所示,在磁感應強度為B的水平勻強磁場中,有一足夠長的絕緣細棒OO′在豎直平面內(nèi)垂直于磁場方向放置,細棒與水平面夾角為α。一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的圓環(huán)A套在OO′棒上,圓環(huán)與棒間的動摩擦因數(shù)為μ,且μ<tanα,現(xiàn)讓圓環(huán)A由靜止開始下滑,試問圓環(huán)在下滑過程中:

(1)圓環(huán)A的最大加速度為多大?獲得最大加速度時的速度為多大?
(2)圓環(huán)A能夠達到的最大速度為多大?

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