【題目】如圖甲所示,相距為L的光滑平行金屬導軌水平放置,導軌的一部分處在垂直于導軌平面的勻強磁場中,OO’為磁場邊界,磁感應強度為B,導軌右側接有定值電阻R,導軌電阻忽略不計,OO’左側和右側的金屬導軌都是足夠長,在距OO’也為L處垂直于導軌放一質(zhì)量為m、電阻不計的金屬桿ab。
(1)若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運動。其v-x的關系圖象如圖乙所示,ab桿在L到3L的運動過程中,做的是什么運動?
(2)若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運動。其v一x的關系圖象如圖乙所示,v1和v2均為己知,在此過程中電阻R上產(chǎn)生的電熱Q1是多少?ab桿在離開磁場前瞬間的加速度為多少?
(3)若ab桿固定在導軌上的初始位置,磁場按Bt=B cosωt的規(guī)律由B減小到零(該過程中穿過線圈磁通量的變化規(guī)律與線圈在磁場中以角速度ω由中性面勻速轉(zhuǎn)動時的磁通量變化規(guī)律相同,且都能在回路中產(chǎn)生正弦交流電),在此過程中電阻R上產(chǎn)生的電熱為Q2,求ω的大小。
【答案】(1)勻變速直線運動;(2);(3)
【解析】
(1)ab桿在位移L到3L的過程中,在恒力作用下做的是勻變速直線運動;
(2)ab桿在位移L到3L的過程中,由動能定理
F(3L-L)=m(v22-v12)
ab桿在磁場中發(fā)生L過程中,恒力F做的功等于ab桿增加的動能和回路產(chǎn)生的電能
FL=mv12+Q1
解得 Q1=
ab桿在離開磁場前瞬間,水平方向上受安培力F安和外力F作用,加速度a,則
根據(jù)牛頓第二定律得
解得
(3)當磁場按Bt=Bcost規(guī)律變化時,閉合回路的磁通量Φ的變化規(guī)律為
Φ=Bcosωt=BL2cosωt
該過程中穿過線圈的磁通量,與線圈在磁場中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動規(guī)律相同,因此回路中產(chǎn)生交流電.電動勢最大值為Em=BωL2
磁場減小到零,相當于線圈轉(zhuǎn)過90°,經(jīng)歷四分之一周期過程中產(chǎn)生的電熱
又
解得
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【題目】在“用單分子油膜估測單分子的大小”的實驗中,按照酒精與油酸體積比為m∶n配制油酸酒精溶液,現(xiàn)用滴管滴取油酸酒精溶液,N滴溶液的總體積為V。
(1)用滴管將一滴油酸酒精溶液滴入淺盤,待穩(wěn)定后將油酸薄膜輪廓描繪在坐標紙上,如圖所示。已知坐標紙上每個小方格面積為S,則油膜面積為_________。
(2)估算油酸分子直徑的表達式為__________。(用題目中物理量的字母表示)
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【題目】某同學在做平拋運動實驗時得到了如圖所示的物體運動軌跡,在軌跡上任取一點a為坐標原點建立如圖所示的坐標系(y軸豎直,x軸水平),又在軌跡上另取b、c兩點的位置(如圖). (g取10m/s2)下列判斷不正確的是
A.從a到b和從b到c所用的時間都是0.1s
B.由圖像可計算出平拋的初速度為2m/s
C.在a點的豎直分速度為0.5m/s
D.拋出點的坐標為(-10cm,-1.5cm)
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【題目】如圖所示,以速度v將小球沿與水平方向成θ=37°角方向斜向上拋出,結果小球剛好能垂直打在豎直的墻上,小球反彈后的速度方向水平,速度的大小為碰撞前的,不計空氣阻力,則反彈后小球的速度大小再次為v時,速度與水平方向夾角的正切值為(已知,cos37)
A. B. C. D.
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【題目】如圖,邊長為L、匝數(shù)為N,電阻不計的正方形線圈abcd在磁感應強度為B的勻強磁場中繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動,軸垂直于磁感線,在線圈外接一含有理想變壓器的電路,變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2.保持線圈以恒定角速度ω轉(zhuǎn)動,下列判斷正確的是
A. 在圖示位置時線框中磁通量為零,感應電動勢最大
B. 由圖示位置開始計時,線框中感應電動勢的瞬時值為e=NBSsin(t)
C. 當可變電阻R的滑片P向上滑動時,電阻R消耗的功率減小
D. 電壓表V2示數(shù)等于
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【題目】如圖甲,為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖;卮鹣铝袉栴}.
(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟,其中操作不當的步驟是______.
A.用天平測出重錘的質(zhì)量
B.按照圖示的裝置安裝器件
C.先釋放紙帶,后接通電源
D.測量紙帶上某些點間的距離
(2)若正確的操作完成實驗,正確的選出紙帶進行測量,量得連續(xù)三點A、B、C到第一個點O的距離如圖所示(相鄰計數(shù)點時間間隔為0.02 s),當?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?/span>9.8 m/s2,那么(結果保留兩位有效數(shù)字)
①紙帶的______端與重物相連(選填“左”或“右”);
②打下計數(shù)點B時,重物的速度vB=______m/s.
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【題目】圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強電場內(nèi)間距相等的一組等勢面,己知平面b上的電勢為0。一個α粒子(氦核)經(jīng)過f面時的動能為12eV,從f到b的過程中克服電場力所做的功為6eV。下列說法正確的是( )
A. 評面c上的電勢為1V
B. 該α粒子經(jīng)過平面b時,其電勢能為6eV
C. 該α粒子一定能到達平面a
D. 該α粒子經(jīng)過平面a時的速率是經(jīng)過b時的2倍
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【題目】如圖,兩質(zhì)量均為 的物塊 、 緊綁在一起,中間夾有火藥,它們沿光滑水平面以速度 向右運動,某時刻火藥爆炸,爆炸完成后, 與前方質(zhì)量為 的靜止的物體 發(fā)生完全非彈性碰撞,之后 、 、 三物塊速度相同,不計火藥質(zhì)量和爆炸產(chǎn)生的氣體質(zhì)量,則( )
A. 三物塊最終的速度均為
B. 火藥爆炸后, 的速度為
C. 火藥爆炸后, 、 組成的系統(tǒng)增加的機械能為
D. 最終整個系統(tǒng)的機械能不變
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【題目】如圖所示,T為理想變壓器,原線圈匝數(shù)為n1,副線圖匝數(shù)為n2,初始時S斷開,則下列說法正確的是( )
A. 若只閉合電鍵S時,V1的示數(shù)一定不變
B. 若只閉合電鍵S時,A1、A2和A3的示數(shù)一定都變大
C. 若只增加原線圈匝數(shù)n1,R1消耗的功率一定變大
D. 若只增加原線圈匝數(shù)n1,變壓器輸入功率一定變大
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