(2013·北京朝陽(yáng)一模,24題)(20分)用電阻率為ρ、橫截面積為S的薄金屬條制成邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的閉合正方形框abb′a′。金屬方框水平放在磁極的狹縫間,方框平面與磁場(chǎng)方向平行,如圖1、2所示。設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于相對(duì)磁極之間,其他地方的磁場(chǎng)忽略不計(jì)?烧J(rèn)為方框的aa′邊和bb′邊都處在磁極間,極間磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。當(dāng)t=0時(shí),方框從靜止開始釋放,與底面碰撞后彈起(碰撞時(shí)間極短,可忽略不計(jì)),其速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線如圖3所示,在下落過(guò)程中方框平面保持水平,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g。
(1)求在0~15t0時(shí)間內(nèi),方框中的最大電流Im;
(2)若要提高方框的最大速度,可采取什么措施,寫出必要的文字說(shuō)明和證明過(guò)程(設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域足夠長(zhǎng),寫出一種措施即可);
(3)估算在0~15t0時(shí)間內(nèi),安培力做的功。
圖3 方框速度隨時(shí)間變化的關(guān)系
【答案】見解析
【解析】(1)
當(dāng)v=vm=8v0時(shí),I有最大值, ……………………………(6分)
(2)設(shè)金屬線框的密度為d。當(dāng)方框速度v=vm時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有
因?yàn)?nbsp;
所以
可采取的措施有
a.減小磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B;
b.更換材料,使d和ρ的乘積變大 ……………………………………………(6分)
(3)設(shè)方框開始下落時(shí)距底面的高度為h1,第一次彈起后達(dá)到的最大高度為h2。
在下落過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理有:
在上升過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理有:
又因?yàn)?nbsp;
由圖3可知: ~均可)
~均可)
且
所以 (應(yīng)與h1、h2的值對(duì)應(yīng)) ………(8分)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
(2013·北京東城區(qū)示范校高三綜合練習(xí),1題)如圖所示,在傾角為a的光滑斜面上,垂直紙面放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒。 在導(dǎo)體棒中的電流I垂直紙面向里時(shí),欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上,下列外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向正確是
A.方向垂直斜面向上 B.,方向垂直斜面向下
C.,方向豎直向上 D.,方向豎直向下
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
(2013·北京海淀區(qū)高三期中,4題)如圖3所示,在一輛由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的小車上有一水平放置的彈簧,其左端固定在小車上,右端與一小球相連。設(shè)在某一段時(shí)間內(nèi)小球與小車相對(duì)靜止且彈簧處于壓縮狀態(tài),若忽略小球與小車間的摩擦力,則在這段時(shí)間內(nèi)小車可能是 ( )
A.向右做加速運(yùn)動(dòng)
B.向右做減速運(yùn)動(dòng)
C.向左做加速運(yùn)動(dòng)
D.向左做減速運(yùn)動(dòng)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
(2013·北京東城區(qū)高三聯(lián)考,7題)冰面對(duì)溜冰運(yùn)動(dòng)員的最大靜摩擦力為運(yùn)動(dòng)員重力的k倍,在水平冰面上沿半徑為R的圓周滑行的運(yùn)動(dòng)員,其安全速度為( )
A. B.≤ C.≥ D.≤
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
(2013·北京海淀區(qū)高三期中,5題)如圖4所示,一塊橡皮用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線懸掛于O點(diǎn),用鉛筆靠著細(xì)線的左側(cè)從O點(diǎn)開始水平向右勻速移動(dòng),運(yùn)動(dòng)中始終保持懸線豎直,則在鉛筆向右勻速移動(dòng)過(guò)程中,橡皮運(yùn)動(dòng)的速度( )
A.大小和方向均不變
B.大小不變,方向改變
C.大小改變,方向不變
D.大小和方向均改變
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
(2013·北京朝陽(yáng)二模,17題)經(jīng)國(guó)際小行星命名委員會(huì)命名的“神舟星”和“楊利偉星”的軌道均處在火星和木星軌道之間,它們繞太陽(yáng)沿橢圓軌道運(yùn)行,其軌道參數(shù)如下表。
遠(yuǎn)日點(diǎn) | 近日點(diǎn) | |
神舟星 | 3.575AU | 2.794AU |
楊利偉星 | 2.197AU | 1.649AU |
注:AU是天文學(xué)中的長(zhǎng)度單位,1AU=149 597 870 700m(大約是地球到太陽(yáng)的平均距離)。
“神舟星”和“楊利偉星”繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期分別為T1和T2,它們?cè)诮拯c(diǎn)的加速度分別為a1和a2。則下列說(shuō)法正確的是
A., B.,
C., D.,
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