【題目】如圖所示為某研究小組設(shè)計(jì)的電磁炮供彈和發(fā)射裝置。裝置由傾角θ=37°的傾斜導(dǎo)軌和水平導(dǎo)軌在AB處平滑連接而成,電磁炮發(fā)射位置CD與AB相距x=0.4m。傾斜導(dǎo)軌處有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,ABCD區(qū)域無(wú)磁場(chǎng),CD處及右側(cè)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2.傾斜導(dǎo)軌頂端的單刀雙擲開(kāi)關(guān)可連接阻值R=1.0Ω的電阻和電容C=0.5F的電容器。質(zhì)量m=2.0kg、長(zhǎng)度L=1.0m、電阻r=1.0Ω的金屬桿ab代替電磁炮彈,金屬桿與傾斜導(dǎo)軌和ABCD區(qū)域?qū)к壷g的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5,CD右側(cè)導(dǎo)軌光滑且足夠長(zhǎng)。供彈過(guò)程:開(kāi)關(guān)打到S1處,金屬桿從傾斜導(dǎo)軌某個(gè)位置及以上任意位置由靜止釋放,金屬桿最終都恰好精確停在CD處;發(fā)射過(guò)程:開(kāi)關(guān)打到S2處,連接電壓U=100V電容器,金屬桿從CD位置開(kāi)始向右加速發(fā)射。已知導(dǎo)軌間距為L=1.0m,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不計(jì)空氣阻力。
(1)求金屬桿到達(dá)AB處時(shí)速度v的大;
(2)為精確供彈,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小;
(3)當(dāng)B2多大時(shí),金屬桿的最終速度最大?最大速度為多少?
【答案】(1)2m/s(2)2.0T(3)25m/s
【解析】
(1)金屬桿從AB到CD的過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理得:
可得:
v=2m/s。
(2)為精確供彈,金屬桿只要在傾斜導(dǎo)軌上最終達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng),則有:
又
F安=
解得:
B1=2.0T
(3)穩(wěn)定時(shí)金屬桿速度最大,設(shè)金屬桿的最終速度是v1,此時(shí)電容器為電壓為U1,則有:
U1=B2Lv1
金屬桿受到的安培力的沖量,由動(dòng)量定理得:
∑B2iL△t=mv1-0
即為:
B2Lq=mv1
其中
q=C(U-U1)
聯(lián)立得:
v1=
當(dāng)
=B2L2C
即得:
B2=2.0T
最大速度為:
v1=25m/s。
答:(1)2m/s(2)2.0T(3)25m/s
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示為一豎直放置、上粗下細(xì)兩端封閉的導(dǎo)熱薄壁氣缸,在氣缸內(nèi)用一活塞隔開(kāi)上下兩部分理想氣體,活塞恰好處于下部氣缸口(活塞質(zhì)量和厚度不計(jì),活塞可自由滑動(dòng)且摩擦不計(jì))。上部空氣柱的長(zhǎng)度,上部空氣柱的壓強(qiáng),下部空氣柱的長(zhǎng)度。氣缸上部通過(guò)細(xì)管與裝有水銀的容器相連,細(xì)管上有一閥門K。開(kāi)始時(shí),閥門K關(guān)閉,現(xiàn)打開(kāi)閥門K使水銀緩慢流入氣缸內(nèi),待上部氣缸內(nèi)液面高度達(dá)到時(shí)關(guān)閉閥門K。已知該過(guò)程氣體沒(méi)有泄露,環(huán)境溫度保持不變,求下部氣缸內(nèi)水銀柱的長(zhǎng)度。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一理想變壓器原線圈接正弦交變電源,副線圈接有三盞相同的燈(不計(jì)燈絲電阻的變化),燈上均標(biāo)有(6V,18 W)字樣,此時(shí)L1恰正常發(fā)光,圖中兩個(gè)電表均為理想電表,其中電流表顯示讀數(shù)為1.0 A,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 原、副線圈匝數(shù)之比為3∶1
B. 變壓器的輸入功率為18 W
C. 電壓表的讀數(shù)為6V
D. 若L3突然斷路,則L1變暗,L2變亮,輸入功率變大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,A、B、C三點(diǎn)組成一邊長(zhǎng)為l的等邊三角形。該空間存在平行于ABC平面的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子僅受電場(chǎng)力作用依次通過(guò)A、B、C三點(diǎn),通過(guò)A、C兩點(diǎn)的速率均為v0,通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速率為,則該勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小和方向分別是
A. E=B. E=
C. 方向垂直AC斜向上D. 方向垂直AC斜向下
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】兩質(zhì)點(diǎn)甲和乙,同時(shí)由同一地點(diǎn)沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng),它們的v﹣t 圖線如圖所示,則( )
A.甲做勻速運(yùn)動(dòng),乙做勻變速運(yùn)動(dòng)
B.2s前乙比甲速度大,2s后甲比乙速度大
C.在4s時(shí)刻,甲追上乙
D.前2s內(nèi),甲的平均速度大于乙的平均速度
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的木塊放在豎直的彈簧上,m在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),當(dāng)振幅為A時(shí),物體對(duì)彈簧的壓力最小值為物體自重的0.5倍,求:
①物體對(duì)彈簧壓力的最大值;
②欲使物體在振動(dòng)中不離開(kāi)彈簧,其振幅不能超過(guò)多少.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,ef、gh為兩水平放置相互平行的金屬導(dǎo)軌,ab、cd為擱在導(dǎo)軌上的兩金屬棒,與導(dǎo)軌接觸良好且無(wú)摩擦.當(dāng)一條形磁鐵向下靠近導(dǎo)軌時(shí),關(guān)于兩金屬棒的運(yùn)動(dòng)情況的描述正確的是( 。
A. 如果下端是N極,兩棒向外運(yùn)動(dòng),如果下端是S極,兩棒相向靠近
B. 如果下端是S極,兩棒向外運(yùn)動(dòng),如果下端是N極,兩棒相向靠近
C. 不管下端是何極性,兩棒均向外相互遠(yuǎn)離
D. 不管下端是何極性,兩棒均相互靠近
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,足夠長(zhǎng)的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN與PQ平行且間距為L,N、Q間接有阻值為R的電阻,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)軌電阻不計(jì).質(zhì)量為m的金屬棒ab由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑,并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好,ab棒接入電路的電阻為r,當(dāng)金屬棒ab下滑距離x時(shí)達(dá)到最大速度v,重力加速度為g,則在這一過(guò)程中( )
A. 金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B. 當(dāng)金屬棒速度為時(shí),金屬棒的加速度大小為0.5gsinθ
C. 電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為
D. 通過(guò)金屬棒某一橫截面的電量為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一塊含鈾的礦石質(zhì)量為M,其中鈾元素的質(zhì)量為m.鈾發(fā)生一系列衰變,最終生成物為鉛.已知鈾的半衰期為T,那么下列說(shuō)法中正確的有( 。
A. 經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期后這塊礦石中基本不再含有鈾了
B. 經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期后原來(lái)所含的鈾元素的原子核有發(fā)生了衰變
C. 經(jīng)過(guò)三個(gè)半衰期后,其中鈾元素的質(zhì)量還剩
D. 經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期后該礦石的質(zhì)量剩下
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