【題目】如圖甲所示,水平足夠長的平行金屬導軌MNPQ間距L0.3 m。導軌電阻忽略不計,其間連接有阻值R0.8 Ω的固定電阻。開始時,導軌上固定著一質(zhì)量m0.01 kg、電阻r0.4 Ω的金屬桿cd,整個裝置處于磁感應強度B0.5 T的勻強磁場中,磁場方向垂直導軌平面向下,F(xiàn)用一平行金屬導軌平面的外力F沿水平方向拉金屬桿cd,使之由靜止開始運動。電壓采集器可將其兩端的電壓U即時采集并輸入電腦,獲得的電壓U隨時間t變化的關系如圖乙所示。求:

1)在t4 s時通過金屬桿的感應電流的大小和方向;

24 s內(nèi)金屬桿cd位移的大小;

34 s末拉力F的瞬時功率。

【答案】10.75 A 由d指向c。212 m (30.765 W

【解析】

1)由題圖乙可知,當t4 s時,U0.6 V

此時電路中的電流(通過金屬桿的電流)

I0.75 A

用右手定則判斷出,此時電流的方向由d指向c

2)由題圖乙知

Ukt0.15t

金屬桿做切割磁感線運動產(chǎn)生的感應電動勢EBLv

由電路

UE

聯(lián)立以上兩式得

v×0.15t

由于R、r、BL均為常數(shù),所以vt成正比,即金屬桿在導軌上做初速度為零的勻加速直線運動,勻加速運動的加速度

a×0.151.5 m/s2

金屬桿在04 s內(nèi)的位移

xat212 m

3)在第4 s末金屬桿的速度

vat6 m/s

金屬桿受安培力

FBIL0.112 5 N

由牛頓第二定律,對金屬桿有

FFma

解得拉力

F0.127 5 N

4 s末拉力F的瞬時功率

PFv0.765 W。

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,回旋加速器D形盒的半徑為R,用該加速器給質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子加速,狹縫間交變電場的電壓為U、周期為T,磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直,忽略質(zhì)子通過盒縫的時間。下列說法正確的有( 。

A.交變電場的周期為T

B.增加電壓U可以增加質(zhì)子離開出口的動能

C.題知條件不變,該加速器可以直接用來加速氘核

D.增加電壓U可以縮短質(zhì)子在回旋加速器中的運動時間

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(2) 物體沿斜面下滑的加速度大小和方向;

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(1)小球所受電場力F的大。

(2)小球的質(zhì)量m.

(3)將電場撤去,小球回到最低點時速度v的大。

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【題目】聲波與光波有許多可比之處,某同學對此做了一番比較,得到如下結論,你認為正確的是( 。

A.聲波是縱波,而光波是橫波

B.聲波的傳播依賴于介質(zhì),而光可以在真空中傳播

C.聲波和光波都能產(chǎn)生反射、折射、干涉、衍射、偏振、多普勒效應等現(xiàn)象

D.當聲波和光波從空氣進入水中時,頻率保持不變,波長和波速都變小

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【題目】某同學利用圖示裝置測量某種單色光的波長。實驗時,接通電源使光源正常發(fā)光:調(diào)整光路,使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。回答下列問題:

1)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù),該同學可__________

A.使用間距更小的雙縫

B.將屏向遠離雙縫的方向移動

C.將屏向靠近雙縫的方向移動

D.將單縫向雙縫靠近

2)若雙縫的間距為d,屏與雙縫間的距離為l,測得第1條暗條紋中央到第n條暗條紋中央的距離為Δx,則單色光的波長λ=__________

3)某次測量時,選用的雙縫的間距為0.300mm,測得屏與雙縫間的距離為1.20m,第1條暗條紋中央到第4條暗條紋中央的距離為7.44mm。則所測單色光的波長為__________nm(結果保留3位有效數(shù)字)。

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【題目】如圖所示為某種透明材料制成的一塊柱形棱鏡的橫截面圖,圓弧CD是半徑為R的四分之一圓周,圓心為O.光線從AB面上的M點入射,入射角i45°,光進入棱鏡后恰好在BC面上的O點發(fā)生全反射,然后由CD面射出,已知OB段的長度,真空中的光速為c,求:

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2)光從M點射入到從CD面射出所用的時間t

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用游標卡尺測出擋光條的寬度為;

由導軌上標尺讀出兩光電門中心之間的距離為s;

將滑塊移至光電門1左側(cè)某處,待砝碼靜止不動后釋放滑塊,要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2

從數(shù)字計時器(圖中未畫出)上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間分別為Δt1Δt2;

用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量為M

改變滑塊的質(zhì)量重復步驟④⑤⑥進行多次實驗.據(jù)上述實驗完成下列問題:

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A.應先接通光電門后釋放滑塊

B.調(diào)節(jié)氣墊導軌水平時,應掛上砝碼

C.應調(diào)節(jié)定滑輪使細線和氣墊導軌平行

D.每次都應將滑塊從同一位置靜止釋放

用測量物理量的字母表示滑塊加速度a_______

由圖乙畫出-M的圖線(實線),可得到砝碼和砝碼盤的總重力G_______N

在探究滑塊加速度a和質(zhì)量M間的關系時,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出如圖乙所示的-M圖線,發(fā)現(xiàn)圖線與理論值(虛線)有一定的差距,可能原因是___________________________

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