【題目】如圖所示,半徑為R的圓形導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi),其圓心為O,ab為一條直徑,b點處口。一根長度大于2R質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒PQ置于圓導(dǎo)軌上的a點,且與ab直徑垂直裝置的俯視圖如圖所示整個裝置位于一勻強(qiáng)磁場中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向豎直向下。T=0時刻,直導(dǎo)體棒在水平外力作用下以速度t勻速向右運動,在運動過程中始終與圓形導(dǎo)軌保持良好接觸,并始終與ab垂直。設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ,導(dǎo)體棒單位長度的電阻為,圓形導(dǎo)軌的電阻忽略不計。重力加速度大小為g。求
(1)t時刻通過圓導(dǎo)軌的電流方向和大小(方向答“順時針”或“逆時針”)
(2)t時刻外力的功率和導(dǎo)體棒從a到b運動過程中外力的最大功率
【答案】(1)通過圓導(dǎo)軌的方向為逆時針方向。 (2) ,
【解析】
(1)根據(jù)題意,設(shè)t時刻運動的位置如圖所示,金屬桿與圓導(dǎo)軌的交點分別為c、d,由右手定則可知,導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流的方向是從d端流向c端,電流只流經(jīng)圓導(dǎo)軌的左側(cè)部分,因此通過圓導(dǎo)軌的方向為逆時針方向。
設(shè)t時刻導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長度為L
此時,導(dǎo)體棒接入電路的電阻為 ①
感應(yīng)電動勢 E=BLv ②
由閉合回路歐姆定律,通過導(dǎo)軌的電流大小 ③
求得
(2) 導(dǎo)體棒運動t時間,水平向右移動的距離為:
時刻導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長度為L:則或解得L與t的函數(shù)關(guān)系為 ④
由(1)問知時刻導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流: ⑤
故時刻導(dǎo)體棒的安培力F由左手定則可知方向水平向左,大小為:
⑥
由平衡條件可得: ⑦
時刻外力的功率: ⑧
聯(lián)立⑥⑦⑧式得: ⑨
對⑩式由數(shù)學(xué)知識可知,當(dāng),即時,外力的功率最大:
⑩
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【題目】如圖所示,重100N的物體放在傾角為30°的粗糙斜面上,一根原長為10cm,勁度系數(shù)為500N/m 的輕質(zhì)彈簧,一端固定在斜面底端,另一端與物體連接,此時物體剛好能靜止,彈簧長度為6cm,現(xiàn)用力F沿斜面上拉物體,而物體仍靜止,則力F的可能值是( )
A. 45N B. 55N C. 65N D. 75N
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【題目】如圖所示,一邊長L=0.2m,質(zhì)量m1=0.5kg,電阻R=0.1Ω的正方形導(dǎo)體線框abcd,與一質(zhì)量為m2=2kg的物塊通過輕質(zhì)細(xì)線跨過兩定滑輪相連。起初ad邊距磁場下邊界為d1=0.8m,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.5T,磁場寬度d2=0.3m,物塊放在傾角θ=530的斜面上,物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)=0.5,F(xiàn)將物塊由靜止釋放,經(jīng)一段時間后發(fā)現(xiàn)當(dāng)ad邊從磁場上邊緣穿出時,線框恰好做勻速運動。(g取10m/s2,sin530=0.8,cos530=0.6)求:
⑴線框ad邊從磁場上邊緣穿出時速度的大。
⑵線框剛剛?cè)窟M(jìn)入磁場時動能的大?
⑶整個運動過程線框中產(chǎn)生的焦耳熱為多少?
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【題目】圖示紙帶記錄的為在研究勻變速直線運動規(guī)律的實驗中小車的運動情況,A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點,相鄰計數(shù)點的時間間隔為,則:計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字
下列操作中正確的有______填選項代號
A.在釋放小車前,小車要靠近打點計時器
B.打點計時器應(yīng)放在長木板的有滑輪一端
C.應(yīng)先接通電源,后釋放小車
D.電火花計時器應(yīng)使用低壓交流電源
點的瞬時速度大小為______;
運動小車的加速度大小為______;
若電源實際頻率高于50Hz,計算時仍按照50Hz計算,則加速度大小的測量值比真實值______選填“偏大”“偏小”或“不變。
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【題目】某實驗小組欲精確測量某電阻的阻值,可使用的器材有:被測電阻,阻值20Ω左右;電流表(量程04A,內(nèi)阻約為0.5Ω);電流表(量程0.1A,內(nèi)阻=1Ω);電流表(量程3.0A,內(nèi)阻約為0.1Ω);各種規(guī)格的定值電阻若干;滑動變阻器(阻值0~5.0Ω);滑動變阻器(阻值0~1000.0Ω);電源E(電動勢6V,內(nèi)阻不計);開關(guān)K;導(dǎo)線若干.
(1)某同學(xué)設(shè)計了測量電阻的實驗電路圖如圖所示,①中應(yīng)選用元件____②中應(yīng)選用元件_____分別選填“”、“”或“”),滑動變阻器應(yīng)選元件____-(選填“"或“”)
(2)為了便于操作、測量準(zhǔn)確,定值電阻R應(yīng)選用下列的_______.
A.5Ω B.10Ω C.60Ω D.500Ω
(3)按上面電路圖連接好電路,閉合開關(guān)K前滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于___端(選填“a”或“b")。
(4)閉合開關(guān)K調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P,電流表①中示數(shù)設(shè)為電流表②中示數(shù)設(shè)為,則被測電阻的阻值為:=__________(用已知和測量的物理量的符表示)。
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【題目】關(guān)于速度和加速度的關(guān)系,下列說法中正確的是
A. 速度變化得越大,加速度就越大
B. 速度變化得越快,加速度就越大
C. 速度為零時,加速度也一定為零
D. 加速度為零時,速度也一定為零
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【題目】質(zhì)子(p)和α粒子以相同的速率在同一勻強(qiáng)磁場中作勻速圓周運動,軌道半徑分別為RP和Rα,周期分別為TP和Tα,則下列選項正確的是
A. R p :Rα=1 :2 ;T p :Tα=1:2
B. R p :Rα=1 :1 ;T p :Tα=1 :1
C. R p :Rα=1 :1 ;T p :Tα=1 :2
D. R p :Rα=1 :2 ;T p :Tα=1 :1
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【題目】物體a、b從同一位置沿同一直線運動的v﹣t圖象如圖所示,下列說法正確的是( 。
A. t=2s時,a、b速度方向均發(fā)生改變
B. t=4s時,a、b相距0 m
C. 前4s,a、b均做勻變速直線運動
D. 前4s,a與b的加速度大小始終相同
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【題目】如圖所示,A、B為平行板電容器的金屬板,G為靜電計,開始時開關(guān)S閉合,靜電計指針張開一定角度.下述結(jié)論正確的是( )
A. 若保持開關(guān)S閉合,將A、B兩極板靠近些,指針張開角度將變小
B. 若保持開關(guān)S閉合,將A、B兩極板正對面積變小些,指針張開角度將不變
C. 若斷開開關(guān)S后,將A、B兩極板靠近些,指針張開角度將變小
D. 若斷開開關(guān)S后,將A、B兩極板正對面積變小些,指針張開角度將變大
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