【題目】如圖所示,水平面內(nèi)固定兩根平行的無(wú)限長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距為d = 2 m?臻g中有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 0.5 T。A、B兩金屬棒垂直導(dǎo)軌放置。先固定A棒,對(duì)B棒施加水平向右的拉力F。已知A棒在導(dǎo)軌間部分電阻R1 = 2 Ω,B棒在導(dǎo)軌間部分電阻R2 = 3 Ω,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì),A、B質(zhì)量均為1 kg,求:
(1)若拉力恒為4 N,求B的最大速度。
(2)若拉力F隨時(shí)間變化圖像如圖所示。在0 ~ 3 s內(nèi),拉力隨時(shí)間均勻變大;t = 3 s時(shí),B棒速度v0 = 5 m/s。求B棒在前3 s內(nèi)的位移;
(3)繼續(xù)(2)情景,t = 3 s時(shí),釋放A棒;此后F恒定不變,繼續(xù)作用足夠長(zhǎng)時(shí)間后,撤去拉力。最終,兩棒以25 m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。求撤去拉力后B棒產(chǎn)生的熱量。
【答案】(1)20 m/s;(2)5 m;(3)15 J
【解析】
(1)設(shè)B的最大速度為v,則B棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為
由閉合電路歐姆定律得,電流為
由平衡條件可得
聯(lián)立各式代入數(shù)據(jù)得
(2)在0 ~ 3 s內(nèi),B棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)平均值為
電流平均值為
安培力的沖量
拉力F的沖量等于在0 ~ 3 s內(nèi)圖象的面積,則
由動(dòng)量定理得
聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù),解得
(3)t = 3 s后,B做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),A做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng),足夠長(zhǎng)時(shí)間后,二者以恒定速度差、相同加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),則
解得
撤去拉力后,B做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng),A做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)加速度減為0,二者一塊勻速。此過程動(dòng)量守恒。
解得
,
此過程中回路產(chǎn)生的總熱量
B棒產(chǎn)生的熱量
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的靜電力F跟它的電荷量q的比值,叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E,即E=F/q.下列說(shuō)法正確的是( 。
A. .電場(chǎng)強(qiáng)度的國(guó)際單位是N/C
B. .若將放入該點(diǎn)的電荷量增加一倍,則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度將減少一半
C. .放入該點(diǎn)的電荷所受的靜電力的方向就是該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向
D. .若將放入該點(diǎn)的電荷從電場(chǎng)中移出,則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)?/span>0
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,靜止的傾斜傳送帶上有一木塊正在勻速下滑,當(dāng)傳送帶突然向上開動(dòng)時(shí),木塊滑到底部,所需要的時(shí)間,與傳送帶不動(dòng)所用的時(shí)間相比較,正確的是( )
A. = B. > C. < D. 無(wú)法比較
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在如圖所示的電路中,當(dāng)閉合開關(guān) S 后, 若將滑動(dòng)變阻器的滑片 P 向下調(diào)節(jié),則正確的是
A.電壓表和電流表的示數(shù)都增大
B.燈 L2 變暗,電流表的示數(shù)減小
C.燈 L1 變亮,電壓表的示數(shù)減小
D.燈 L2 變暗,電容器的帶電量減小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】為了測(cè)量某待測(cè)電阻 Rx 的阻值(約為30 Ω),有以下一些器材可供選擇。
電流表A1(量程 0~50 mA,內(nèi)阻約 10 Ω);
電流表A2(量程 0~3 A,內(nèi)阻約 0.12Ω);
電壓表V1(量程 0~3 V,內(nèi)阻很大);
電壓表V2(量程 0~15 V,內(nèi)阻很大);
電源 E(電動(dòng)勢(shì)約為 3 V,內(nèi)阻約為 0.2 Ω);
定值電阻 R(20 Ω,允許最大電流 1.0 A);
滑動(dòng)變阻器 R1(0~10 Ω,允許最大電流 2.0 A);
滑動(dòng)變阻器 R2(0~1 kΩ,允許最大電流 0.5 A); 單刀單擲開關(guān) S 一個(gè),導(dǎo)線若干。
(1)電流表應(yīng)選_____,電壓表應(yīng)選_____,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_____。(填 字母代號(hào))
(2)請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫出測(cè)量電阻 Rx 的實(shí)驗(yàn)電路圖。(要求測(cè)量范圍盡可能大)
(_______)
(3)某次測(cè)量中,電壓表示數(shù)為 U 時(shí),電流表示數(shù)為 I,則計(jì)算待測(cè)電阻阻值的 表達(dá)式為 Rx=________。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】圖為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。砂和砂桶的質(zhì)量為m,小車和砝碼的總質(zhì)量為M。實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對(duì)小車?yán)Φ拇笮 ?/span>
(1)實(shí)驗(yàn)中,為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力,先調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板一端滑輪的高度,使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行。接下來(lái)還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是(______)
A.將長(zhǎng)木板水平放置,讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶,給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電,調(diào)節(jié)m的大小,使小車在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動(dòng),從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)
B.將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨,讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶,撤去砂和砂桶,給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電,輕推小車,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)
C.將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨,撤去紙帶以及砂和砂桶,輕推小車,觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)
(2)實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取,以下最合理的一組是(______)
A.M=200g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B.M=200g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C.M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D.M=400g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
(3) 下圖是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出。量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別如下圖所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz,則紙帶上A、B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔為__________s,小車的加速度a=__________m/s2 。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在圖中,所有接觸面均光滑,且a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài),其中A、D選項(xiàng)中的細(xì)線均沿豎直方向。a、b間一定有彈力的是
A.B.C.D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一重為10N的物體靜止在水平桌面上,現(xiàn)用2N的水平推力向右推它但未能推動(dòng),如圖所示則此種情況下物體所受摩擦力情況是
A.摩擦力的方向向右,大小等于2N
B.摩擦力的方向向右,大小等于10N
C.摩擦力的方向向左,大小等于2N
D.摩擦力的方向向左,大小等于12N
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】欲測(cè)量某種材料的電阻率 ρ,現(xiàn)提供以下實(shí)驗(yàn)器材:
A.20分度的游標(biāo)卡尺
B.螺旋測(cè)微器
C.電流表A1(量程為50mA,內(nèi)阻r1=100Ω);
D.電流表A2(量程為100mA,內(nèi)阻r2約為40Ω);
E.滑動(dòng)變阻器R1(0~10Ω,額定電流為2A);
F.直流電源E(電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻很小)
G.導(dǎo)電材料R2(長(zhǎng)約為5cm,電阻約為100Ω);
H.開關(guān)一只、導(dǎo)線若干。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)得該材料的長(zhǎng)度如圖甲所示,其示數(shù)L=___________cm,用螺旋測(cè)微器測(cè)得該材料的外直徑如圖乙所示,其示數(shù)D=___________mm。
(2)某小組設(shè)計(jì)了如圖丙、丁所示的兩種實(shí)驗(yàn)方案的電路圖,為了盡可能精確地測(cè)量該材料的電阻率ρ應(yīng)選用圖___________(填“丙”或“丁”)所示電路。
(3)某次實(shí)驗(yàn)中電流表A1和電流表A2的示數(shù)分別為I1和I2,用所測(cè)得的物理量符號(hào)和已知物理量的符號(hào)表示該材料的電阻率ρ=___________。
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