【題目】如圖1所示,平行金屬導(dǎo)軌 abcdef、a'b'c'd'e'f '分別固定在兩個(gè)豎直平面內(nèi),其中cf、c'f '在同一水平面上,間距d=0.6m,各段之間平滑連接,電阻不計(jì),傾斜段ab、a′b′粗糙,其長(zhǎng)度l1=2.25m,傾角為37°,動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,其它部分光滑,bc、b′c′弧半徑r=1.75m,水平段cd長(zhǎng)度l2=1m,de、ef長(zhǎng)度適當(dāng)。在ee′右側(cè)適當(dāng)位置鎖定質(zhì)量m2=0.1kg、電阻R2=3Ω的導(dǎo)體棒PQ。在dd′正下方連一開關(guān),導(dǎo)線電阻不計(jì)。在cc′ee′區(qū)間分布勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1,其變化規(guī)律如圖2,ee′右側(cè)區(qū)間分布B2=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向均豎直向上。

(1)t=0時(shí)將電鍵閉合,同時(shí)將質(zhì)量為m1=0.4kg、電阻R=2Ω的導(dǎo)體棒MNaa′位置由靜止釋放,求導(dǎo)體棒MN滑至位置bb′時(shí)的速度大小。兩棒均與導(dǎo)軌垂直,重力加速度g10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。

(2)當(dāng)導(dǎo)體棒MN進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),立即斷開電鍵、解除PQ鎖定,假設(shè)磁場(chǎng)范圍足夠大,MN棒能兩次達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài),求導(dǎo)體棒MN從開始運(yùn)動(dòng)到第一次達(dá)到勻速時(shí)所產(chǎn)生的焦耳熱。

(3)導(dǎo)體棒MN第二次達(dá)到勻速時(shí),若MN突然被鎖定,PQ還能再向前滑動(dòng)多遠(yuǎn)。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】(1)導(dǎo)體棒MN的過(guò)程中,由動(dòng)能定理有

解得導(dǎo)體棒MN滑到時(shí)的速度大小為

(2)導(dǎo)體棒MN的過(guò)程中,

解得;

導(dǎo)體棒MN的過(guò)程中,,

解得;

弧長(zhǎng)

即使桿以最大速度通過(guò)圓弧,所需最小時(shí)間

由于;

所以前1.6s內(nèi)電動(dòng)勢(shì),產(chǎn)生熱量

當(dāng)導(dǎo)體棒MN進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí) 區(qū)間分布的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度穩(wěn)定為

設(shè)導(dǎo)體棒MN進(jìn)入磁場(chǎng)到第一次到達(dá)勻速時(shí),導(dǎo)體棒MN的速度為,導(dǎo)體棒PQ,此時(shí)回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,則有,即

在導(dǎo)體棒MN進(jìn)入磁場(chǎng)到第一次達(dá)到勻速過(guò)程中,由動(dòng)量定理有

解得

由能量守恒定律有

導(dǎo)體棒MN在磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生而焦耳熱,

總熱量

(3)導(dǎo)體棒MN第二次達(dá)到勻速時(shí),導(dǎo)體棒MN、PQ都在磁場(chǎng)中,由于兩導(dǎo)體棒受到的安培力大小相等方向相反,所以在磁場(chǎng)中導(dǎo)體棒MN、PQ組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒;設(shè)第二次勻速時(shí)導(dǎo)體棒MN、PQ速度都為,則,解得

導(dǎo)體棒MN突然被再次鎖定到導(dǎo)體棒PQ停下來(lái)的過(guò)程中,對(duì)導(dǎo)體棒PQ由動(dòng)能定理可得;

,其中;

聯(lián)立解得PQ還能向前滑動(dòng)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】已知一個(gè)點(diǎn)電荷與足夠大的金屬板所形成的電場(chǎng)與等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線一側(cè)的電場(chǎng)分布相同。如圖所示,在真空中的某豎直平面內(nèi)固定一塊足夠大的接地金屬板MN,在MN右側(cè)與其相距2d處的P點(diǎn)放置一個(gè)所帶電荷量為Q的正點(diǎn)電荷,從P點(diǎn)作平面的垂線,O點(diǎn)為垂足,A點(diǎn)為OP連線的中點(diǎn),B點(diǎn)為OP延長(zhǎng)線上的一點(diǎn),PB=d。關(guān)于各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,下列說(shuō)法正確的是 ( )

A. O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為k

B. A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為k

C. B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為k

D. A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相反

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】我國(guó)道路安全部門規(guī)定髙速公路上汽車行駛的最高時(shí)速為120km/h。交通部門提供下列資料。

資料一駕駛員的反應(yīng)時(shí)間為0. 3 ~ 0. 6s

資料二各種路面與輪胎之間的動(dòng)摩擦因數(shù)(如下表)

根據(jù)以上資料,通過(guò)計(jì)算判斷汽車行駛在髙速公路上的安全距離最接近

路面

動(dòng)摩擦因數(shù)

干瀝青路面

0.7

干碎石路面

0.6~0. 7

濕瀝青路面

0. 32~0.4

A. 100m B. 200m C. 300m D. 400m

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】)以下有關(guān)熱學(xué)內(nèi)容的敘述,正確的是 ________。

A.在兩分子間距離增大的過(guò)程中,分子間的作用力一定減小

B.用NA表示阿伏加德羅常數(shù),M表示銅的摩爾質(zhì)量, 表示實(shí)心銅塊的密度,那么銅塊中一個(gè)銅原子所占空間的體積可表示為

C.雨天打傘時(shí),雨水沒有透過(guò)布雨傘是因?yàn)橐后w表面存在張力

D.晶體一定具有規(guī)則形狀,且有各向異性的特征

E.理想氣體等壓膨脹過(guò)程一定吸熱

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】內(nèi)徑為2R、高為H的圓簡(jiǎn)豎直放置,在圓筒內(nèi)壁上邊緣的P點(diǎn)沿不同方向水平拋出可視為質(zhì)點(diǎn)的三個(gè)完全相同小球A、B、C。它們初速度方向與過(guò)P點(diǎn)的直徑夾角分別為30°、0°60°大小均為v0,已知v02>。從拋出到第一次碰撞筒壁,不計(jì)空氣阻力,則下列說(shuō)法正確的是

A. 三小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比tA︰tB︰tC=︰2︰1

B. 三小球下落高度之比hA︰hB︰hC=2︰︰1

C. 重力對(duì)三小球做功之比WA︰WB︰WC=3︰4︰1

D. 重力的平均功率之比PA︰PB︰PC=2︰3︰1

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,D是一只理想二極管(正向電阻為零,反向電阻無(wú)窮大),電流只能從a流向b,A、B為間距很小且正對(duì)的平行金屬板,現(xiàn)有一帶電粒子(不計(jì)重力),B板的邊緣沿平行B板的方向射入極板中,剛好落到A板正中央,以E表示兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度,U表示兩極板間的電壓,表示粒子電勢(shì)能的減少量,若保持極板B不動(dòng),粒子射入板間的初速度不變,僅將極板A稍向上平移,則下列說(shuō)法中正確的是

A. E變小

B. U變大

C. 不變

D. 若極板間距加倍,粒子剛好落到A板邊緣

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某物理興趣小組圍繞一個(gè)量程為3mA,內(nèi)阻Rg約為100Ω的電流計(jì)G展開探究,可供選擇的器材有電阻箱R0,最大阻值為9999.9Ω,滑動(dòng)變阻器甲,最大阻值為10kΩ,滑動(dòng)變阻器乙,最大阻值為2kΩ,電源E1,電動(dòng)勢(shì)為1.5V,內(nèi)阻較小,電源E2電動(dòng)勢(shì)為9V,內(nèi)阻較小;開關(guān)2個(gè),導(dǎo)線若干。

(1)為測(cè)量該電流計(jì)的內(nèi)阻,小明設(shè)計(jì)了如圖a所示電路,實(shí)驗(yàn)步驟如下:

①斷開S1S2R調(diào)到最大;

合上S1調(diào)節(jié)R使G滿偏;

③合上S2,調(diào)節(jié)的值到使G半偏,此時(shí)刻認(rèn)為G的內(nèi)阻Rg=

在上述可供選擇的器材中,為了使測(cè)量盡量精確,滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選擇_________(甲或乙);電源應(yīng)該選_________(E1E2),在實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為電流計(jì)G內(nèi)阻Rg=,此結(jié)果與Rg的真實(shí)值相比_______(偏大、偏小、相等)。

(2)若測(cè)的電流計(jì)G的內(nèi)阻Rg=100Ω,小芳用電源E1、電阻箱R0和電流計(jì)G連接了如圖b所示的電路,在電流計(jì)兩端接上兩個(gè)表筆,設(shè)計(jì)出一個(gè)簡(jiǎn)易的歐姆表,并將表盤的電流刻度轉(zhuǎn)化為電阻刻度;閉合開關(guān),將兩表筆斷開;調(diào)節(jié)電阻箱,使指針指在“3mA”處,此處刻度應(yīng)標(biāo)阻值為_______Ω(選填“0”或“∞”);再保持電阻箱阻值不變,在兩表筆間接不通阻值的已知電阻找出對(duì)應(yīng)的電流刻度,則“2mA”處對(duì)應(yīng)表筆間電阻阻值為__________Ω。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如右圖所示,M、N兩物體疊放在一起,在恒力F作用下,一起向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則關(guān)于兩物體受力情況的說(shuō)法正確的是(

A. 物體M一定受到4個(gè)力

B. 物體N可能受到4個(gè)力

C. 物體M與墻之間一定有彈力和摩擦力

D. 物體MN之間一定有摩擦力

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】利用手機(jī)可以玩一種叫扔紙團(tuán)的小游戲。如圖所示,游戲時(shí),游戲者滑動(dòng)屏幕將紙團(tuán)從P點(diǎn)以速度v水平拋向固定在水平地面上的圓柱形廢紙簍,紙團(tuán)恰好沿紙簍的上邊沿入簍并直接打在紙簍的底角。若要讓紙團(tuán)進(jìn)入紙簍中并直接擊中簍底正中間,下列做法可行的是

A. P點(diǎn)將紙團(tuán)以小于v的速度水平拋出

B. P點(diǎn)將紙團(tuán)以大于v的速度水平拋出

C. P點(diǎn)正上方某位置將紙團(tuán)以小于v的速度水平拋出

D. P點(diǎn)正下方某位置將紙團(tuán)以大于v的速度水平拋出

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同步練習(xí)冊(cè)答案