【題目】如圖所示,兩平行的光滑金屬導軌安裝在一傾角為α的光滑絕緣斜面上,導軌間距為L,電阻忽略不計且足夠長,以寬度為d的有界勻強磁場垂直于斜面向上,磁感應強度為B.另有一長為2d的絕緣桿將一導體棒和一邊長為d(d<L)的正方形線框連在一起組成的固定裝置,總質(zhì)量為m,導體棒中通有大小恒為I的電流.將整個裝置置于導軌上,開始時導體棒恰好位于磁場的下邊界處.由靜止釋放后裝置沿斜面向上運動,當線框的下邊運動到磁場的上邊界MN處時裝置的速度恰好為零.重力加速度為g.

(1)求剛釋放時裝置加速度的大;

(2)求這一過程中線框中產(chǎn)生的熱量;

(3)之后裝置將向下運動,然后再向上運動,經(jīng)過若干次往返后,最終整個裝置將在斜面上作穩(wěn)定的往復運動.求穩(wěn)定后裝置運動的最高位置與最低位置之間的距離.

【答案】1;(2)BILd4mgdsinα;(3)

【解析】

試題分析:1)剛釋放時有BIL mgsinα=ma

解得 3分)

2)裝置由靜止釋放到線框的下邊運動到磁場的上邊界MN過程中線框中產(chǎn)生的焦耳熱為Q,由能量守恒

BIL·dmgsinα·4dQ=0

解得 Q=BILd4mgdsinα 5分)

(3) 裝置往復運動的最高位置:

線框的上邊位于磁場的下邊界,此時金屬棒據(jù)磁場上邊界為d; 3分)

裝置往復運動到最低位置時:

金屬棒在磁場內(nèi),設其距離上邊界為x,則有

mgsinα·(xd)=BIL·x 3分)

解得 2分)

最高位置與最低位置之間的距離為 2分)

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,實線與虛線分別表示振幅、頻率均相同的兩列波的波峰和波谷。此刻,M是波峰與波峰的相遇點,下列說法中正確的是(  )

A. 該時刻位于O處的質(zhì)點正處于平衡位置

B. P、N兩處的質(zhì)點始終處在平衡位置

C. 隨著時間的推移,M處的質(zhì)點將向O處移動

D. 從該時刻起,經(jīng)過四分之一周期,M處的質(zhì)點到達平衡位置,此時位移為零

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A. 滑塊將沿斜面減速下滑

B. 滑塊仍沿斜面勻速下滑

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A. t0 時刻之前,甲物體受到的空氣阻力總是大于乙物體受到的空氣阻力

B. t0 時刻之后,甲物體受到的空氣阻力總是小于乙物體受到的空氣阻力

C. t0 時刻甲乙兩物體到達同一高度

D. t0 時刻之前甲下落的高度大于乙物體下落的高度

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【題目】航模興趣小組設計出一架遙控飛行器,其質(zhì)量 m=2 ㎏,動力系統(tǒng)提供的恒定升力F=28N,飛行器飛行時所受的阻力大小 f=4N 且保持不變,g 10m/s2.試飛時,飛行器從地面由靜止開始豎直上升,12s 后飛行器因故立即失去升力無法修復.求:

1)正常飛行 t1=12s 到達高度 h1;

2)飛行器還能上升的高度 h2

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【題目】為了解釋光電效應現(xiàn)象,愛因斯坦提出了“光子”的概念,并給出了光電效應方程。但這一觀點一度受到質(zhì)疑,密立根通過下述實驗來驗證其理論的正確性,實驗電路如圖1所示。

(1)為了測量遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系,實驗中雙刀雙擲開關(guān)應向_____閉合。(填“上”或“下”)

(2)如果實驗所得圖象如圖2所示,其中、為已知量,元電荷帶電量為。那么:

①只需將________與普朗克常量h進行比較,若在誤差許可的范圍內(nèi)二者相等,則證明“光電效應方程”是正確的。

②該實驗所用光電管的K極材料的逸出功為 ___________。

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(1)實驗中木板略微傾斜,這樣做______

A.是為了使釋放小車后,小車能勻加速下滑

B.是為了增大小車下滑的加速度

C.可使得橡皮筋做的功等于合外力對小車做的功

D.可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運動

(2)實驗中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3條…,并起來掛在小車的前端進行多次實驗,每次都要把小車拉到同一位置再釋放小車.把第1次只掛1條橡皮筋對小車做的功記為W,第2次掛2條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功為2W,…;橡皮筋對小車做功后而獲得的速度可由打點計時器打出的紙帶測出.根據(jù)第4次實驗的紙帶(如圖所示)求得小車獲得的速度為______m/s.(精確到小數(shù)點后兩位)

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