【題目】如圖所示,PQ和MN是固定于傾角為30o斜面內(nèi)的平行光滑金屬軌道,軌道足夠長,其電阻可忽略不計。金屬棒ab、cd放在軌道上,始終與軌道垂直,且接觸良好。金屬棒ab的質(zhì)量為2m、cd的質(zhì)量為m,長度均為L、電阻均為R;兩金屬棒的長度恰好等于軌道的間距,并與軌道形成閉合回路。整個裝置處在垂直斜面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,若鎖定金屬棒ab不動,使金屬棒cd在與其垂直且沿斜面向上的恒力F=2mg作用下,沿軌道向上做勻速運(yùn)動。重力加速度為g;
(1)試推導(dǎo)論證:金屬棒cd克服安培力做功的功率P安 等于電路獲得的電功率P電;_________
(2)設(shè)金屬棒cd做勻速運(yùn)動中的某時刻t0=0,恒力大小變?yōu)?/span>F′=1.5mg,方向不變,同時解鎖、靜止釋放金屬棒ab,直到t時刻金屬棒ab開始做勻速運(yùn)動;求:
①t時刻以后金屬棒ab的熱功率Pab _________;
②0~t時刻內(nèi)通過金屬棒ab的電量q ________ ;
【答案】
【解析】(1)金屬棒cd做勻速運(yùn)動的速度為v,
E=BLv
I=E/2R
FA=IBL
金屬棒cd克服安培力做功的功率P安 = FAv
電路獲得的電功率P電=
由 P安 =
P電=
所以:P安 = P電
(另解:金屬棒cd做勻速運(yùn)動的速度為v,cd桿受力平衡有
聯(lián)立解得 , ,
根據(jù):
所以: )
(2)①金屬棒ab做勻速運(yùn)動,則有I1BL=2mgsin30o
金屬棒ab的熱功率Pab=I12R
由解得:Pab=
②設(shè)t后時刻金屬棒ab做勻速運(yùn)動速度為v1,金屬棒cd也做勻速運(yùn)動的速度為v2;
由金屬棒ab、金屬棒cd組成系統(tǒng)動量守恒:
mv=2mv1+m v2
回路電流 I1=
由解得:金屬棒ab做勻速運(yùn)動速度為v1=
0~t時刻內(nèi)對金屬棒a b分析:在電流為i的很短時間內(nèi),速度的該變量為由動量定理得:
對進(jìn)行求和得:
解得BLq-mgt=2mv1
由解得:q=
(或:設(shè)ab、cd桿之間距離變化量為x,則:
設(shè)任意時刻,ab桿速度為,cd桿速度為,利用微元求和可得:
對ab桿進(jìn)行動量定理:
聯(lián)立可得:
求解得:
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】質(zhì)量分別為m和M的兩個星球A和B在引力作用下都繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動,星球A和B兩者中心之間距離為L.已知A、B的中心和O三點(diǎn)始終共線,A和B分別在O的兩側(cè).引力常量為G.
(1)求兩星球做圓周運(yùn)動的周期.
(2)在地月系統(tǒng)中,若忽略其他星球的影響,可以將月球和地球看成上述星球A和B,月球繞其軌道中心運(yùn)行的周期記為T1.但在近似處理問題時,常常認(rèn)為月球是繞地心做圓周運(yùn)動的,這樣算得的運(yùn)行周期記為T2.已知地球和月球的質(zhì)量分別為5.98×1024 kg和7.35×1022kg.求T2與T1兩者平方之比.(結(jié)果保留三位小數(shù))
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某物理興趣小組在探究平拋運(yùn)動的規(guī)律實(shí)驗(yàn)時,將小球做平拋運(yùn)動,用頻閃照相機(jī)對準(zhǔn)方格背景照相,拍攝到了如圖所示的照片,但照片上有一破損處.已知每個小方格邊長9.8cm,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.8m/s2.(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)
(1)若以拍攝的第1個點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),水平向右和豎直向下分別為X、Y軸正方向,則照片上破損處的小球位置坐標(biāo)為 X=________cm,Y= __________cm。
(2)小球平拋的初速度大小為_________m/s.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一輕質(zhì)彈簧豎直放置,下端固定在水平面上,上端處于a位置,當(dāng)一重球放在彈簧上端靜止時,彈簧上端被壓縮到b位置.現(xiàn)將重球(視為質(zhì)點(diǎn))從高于a位置的c位置沿彈簧中軸線由靜止開始下落,彈簧被重球壓縮到最低位置d.不計一切阻力,以下關(guān)于重球運(yùn)動過程的正確說法應(yīng)是( )
A. 重球下落壓縮彈簧由a至d的過程中,加速度逐漸增大,速度逐漸減小
B. 重球下落至b處時獲得最大動能
C. 由a至d過程中重球克服彈簧彈力做的功等于小球由c下落至d處時重力勢能減少量
D. 重球在b位置處具有的動能等于小球由c下落到b處減少的重力勢能
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一塊長木板B放在光滑的水平面上,在B上放一物體A,現(xiàn)以恒定的外力拉B,由于A、B間摩擦力的作用,A將在B上滑動,以地面為參照物,A、B都向前移動一段距離,在此過程中( )
A. 外力F做的功等于A和B動能的增量
B. B對A的摩擦力所做的功等于A的動能的增量
C. A對B的摩擦力所做的功等于B對A的摩擦力所做的功
D. 外力F對B做的功等于B的動能的增量與B克服摩擦力所做的功之和
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示為充氣泵氣室的工作原理圖。設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0,氣室中的氣體壓強(qiáng)為p,氣室通過閥門S1、S2與空氣導(dǎo)管相連接。以下選項(xiàng)中正確的是( )
A. 當(dāng)橡皮碗被拉伸時,p>p0,S1關(guān)閉,S2開通
B. 當(dāng)橡皮碗被拉伸時,p<p0,S1關(guān)閉,S2開通
C. 當(dāng)橡皮碗被壓縮時,p>p0,S1關(guān)閉,S2開通
D. 當(dāng)橡皮碗被壓縮時,p<p0,S1關(guān)閉,S2開通
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】利用以下器材設(shè)計一個能同時測量測定電源的電動勢、內(nèi)阻和一個未知電阻Rx阻值的實(shí)驗(yàn)電路。
A.待測電源E(電動勢略小于6V,內(nèi)阻不足1)
B.電壓表V1(量程6V,內(nèi)阻約6K)
C.電壓表V2(量程3V,內(nèi)阻約3K)
D.電流表A(量程0.6A,內(nèi)阻約0.5)
E.未知電阻Rx(約5)
F.滑動變阻器(最大阻值20)
G.開關(guān)和導(dǎo)線
(1)在圖中的虛線框內(nèi)畫出完整的實(shí)驗(yàn)原理圖____;
(2)實(shí)驗(yàn)中開關(guān)閉合后,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,當(dāng)電壓表V1的示數(shù)分別為U1、U1’時,電壓表V2兩次的示數(shù)之差為△U2,電流表A兩次的示數(shù)分別為I、I’。由此可求出未知電阻Rx的阻值為______,電源的電動勢E=______,內(nèi)阻r=_____。(用題目中給定的字母表示)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象并得到重要結(jié)論的科學(xué)家是( )
A. 洛侖茲 B. 庫侖 C. 奧斯特 D. 法拉第
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一水平面內(nèi)固定兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌上面橫放著兩根完全相同的銅棒ab和cd,構(gòu)成矩形回路,在整個導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場B。開始時,棒cd靜止,棒ab有一個向左的初速度v0,則關(guān)于兩棒以后的運(yùn)動,下列說法正確的是
A. ab棒做勻減速直線運(yùn)動,cd棒做勻加速直線運(yùn)動
B. ab棒減小的動量等于cd棒增加的動量
C. ab棒減小的動能等于cd棒增加的動能
D. 兩棒一直運(yùn)動,機(jī)械能不斷轉(zhuǎn)化為電能
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