【題目】如圖所示,兩根足夠長的“∧”形狀的金屬導(dǎo)軌構(gòu)成兩個斜面,斜面與水平面間夾角均為θ=37°,導(dǎo)軌間距L=1m,導(dǎo)軌電阻可忽略不計.兩根相同的金屬棒ab和a′b′的質(zhì)量都為m=0.2kg,電阻R=1Ω,與導(dǎo)軌垂直放置且接觸良好,金屬棒和導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,兩個導(dǎo)軌斜面分別處于垂直于自身斜面向上的兩勻強(qiáng)磁場中(圖中未畫出),磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小相同.讓a′b′在平行于斜面的外力F作用下保持靜止,將金屬棒ab由靜止開始釋放,當(dāng)ab下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時,整個回路消耗的電功率為P=8W.g=10m/s2 , sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:

(1)ab下滑的最大加速度;
(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。
(3)ab下落了30m高度時,速度已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定,求此過程中回路電流的發(fā)熱量Q.

【答案】
(1)解:當(dāng)ab棒剛下滑時,ab棒的加速度最大,設(shè)為a,則

mgsinθ﹣μmgcosθ=ma

解得:a=4m/s2


(2)解:ab棒達(dá)到最大速度vm時做勻速運(yùn)動,設(shè)電動勢為E,電流為I,則

mgsinθ=BIL+μmgcosθ

感應(yīng)電動勢:E=BLυm

感應(yīng)電流:I=

功率表達(dá)式,P=EI

解得:vm=10m/s,

B=0.4T


(3)解:根據(jù)能量守恒得,有

解得:Q=30J


【解析】(1)對ab棒受力分析,由牛頓第二定律求最大加速度;(2)根據(jù)平衡條件,結(jié)合電磁感應(yīng)定律與閉合電路歐姆定律,及功率表達(dá)式,即可求解;(3)ab下落了30m高度時,其下滑速度已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定,ab棒減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為其動能、摩擦生熱和焦耳熱,根據(jù)能量守恒列式求回路電流的發(fā)熱量Q.

【考點(diǎn)精析】認(rèn)真審題,首先需要了解能量守恒定律(能量守恒定律:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中,能量的總量保持不變).

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律.

(1).完成平衡摩擦力的相關(guān)內(nèi)容:

①取下砂桶,把木板不帶滑輪的一端墊高,接通打點(diǎn)計時器電源,________(選填靜止釋放輕輕推動)小車,讓小車拖著紙帶運(yùn)動.

②如果打出的紙帶如圖2所示,則應(yīng)________(選填增大減小)木板的傾角,反復(fù)調(diào)節(jié),直到紙帶上打出的點(diǎn)跡________,平衡摩擦力才完成.

(2)如圖3所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,其中A、B、C、D、E是計數(shù)點(diǎn)(每打5個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)),其中, , .則打C點(diǎn)時小車的速度為________,小車的加速度是________.(計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

(3).在平衡摩擦力后,本實(shí)驗(yàn)通過改變鉤碼的個數(shù)來改變小車所受合外力的大小,若小車質(zhì)量為200g,為減小實(shí)驗(yàn)誤差,實(shí)驗(yàn)中每次所用的鉤碼總質(zhì)量范圍應(yīng)選______組會比較合理.

A10g20g  B200g400g C1000g2000g

(4).某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出aF的圖象如圖4所示,圖中的圖象與橫軸的截距較大,明顯超出誤差的范圍,原因是________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,粗糙斜面的水平面的夾角為30°,質(zhì)量為3kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))由靜止從A點(diǎn)在一沿斜面向上的恒定推力作用下運(yùn)動,作用一段時間后撤去該推力,小物塊能到達(dá)最高位置C,小物塊上滑過程中的v﹣t圖象如圖乙所示,設(shè)A點(diǎn)為零勢能參考點(diǎn),g=10m/s2 , 則下列說法正確的是( 。

A.小物塊最大重力勢能為54J
B.小物塊加速時的平均速度與減速時的平均速度大小之比為3:1
C.小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為
D.推力F的大小為40N

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖匝數(shù)N=100匝、邊長L=20cm的正方形線圈,置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.05T的勻強(qiáng)磁場中,繞著垂直于磁場的軸以ω=100π rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動,當(dāng)線圈平面跟磁感線平行時開始計時,線圈與外電路的總電阻為10Ω.該交流電的感應(yīng)電動勢的有效值為V,從0到5×10﹣3s時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢為V.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D、透紅光的濾光片E等光學(xué)元件,要把它們放在圖甲所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置,用以測量紅光的波長.

(1)本實(shí)驗(yàn)的步驟有:
①調(diào)節(jié)單縫與雙縫的間距為5~10cm,并使單縫與雙縫相互平行;
②按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件,并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上;
③取下遮光筒右側(cè)的元件,打開光源,調(diào)節(jié)光源高度,使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮;
④用米尺測出雙縫到屏的距離;用測量頭(讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮紋間的距離;
⑤將測得的數(shù)據(jù)代入公式求出紅光的波長.
以上步驟合理的順序是 . (只填步驟代號)
(2)將測量頭的分劃板中心刻線與某條亮紋中心對齊,將該亮紋定為第1條亮紋,此時手輪上的示數(shù)如圖乙所示;然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭,使分劃板的中心刻線與第5條亮紋中心對齊,此時手輪上的示數(shù)如圖丙所示.則圖乙中手輪上的示數(shù)是mm;圖丙中手輪上的示數(shù)是mm.

(3)已知雙縫到屏的距離為0.500m,使用的雙縫間距為2.8×10﹣4 m,由此可求得所測紅光波長為λ=m(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在用油膜法估測分子的大小的實(shí)驗(yàn)中,具體操作如下:
①取油酸0.1mL注入250mL的容量瓶內(nèi),然后向瓶中加入酒精,直到液面達(dá)到250mL的刻度為止,搖動瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸酒精溶液;
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,記錄滴入的滴數(shù)直到量筒達(dá)到1.0mL為止,恰好共滴了100滴;
③在邊長約40cm的淺盤內(nèi)注入約2cm深的水,將細(xì)石膏粉均勻地撒在水面上,再用滴管吸取油酸酒精溶液,輕輕地向水面滴一滴溶液,酒精揮發(fā)后,油酸在水面上盡可能地散開,形成一層油膜,膜上沒有石膏粉,可以清楚地看出油膜輪廓;
④待油膜形狀穩(wěn)定后,將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上,在玻璃板上繪出油膜的形狀;
⑤將畫有油膜形狀的玻璃板放在邊長為1.0cm的方格紙上,算出完整的方格有67個,大于半格的有14個,小于半格的有19個.
(1)這種估測方法是將每個分子視為 , 讓油酸盡可能地在水面上散開,則形成的油膜可視為 , 這層油膜的厚度可視為油酸分子的
(2)利用上述具體操作中的有關(guān)數(shù)據(jù)可知一滴油酸酒精溶液含純油酸為m3 , 油膜面積為m2 , 求得的油膜分子直徑為m.(結(jié)果全部取兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一根粗細(xì)均勻、內(nèi)壁光滑、豎直放置的玻璃管下端密封,上端封閉但留有一抽氣孔.管內(nèi)下部被活塞封住一定量的氣體(可視為理想氣體),氣體溫度為T1 . 開始時,將活塞上方的氣體緩慢抽出,當(dāng)活塞上方的壓強(qiáng)達(dá)到p0時,活塞下方氣體的體積為V1 , 活塞上方玻璃管的容積為2.6V1 . 活塞因重力而產(chǎn)生的壓強(qiáng)為0.5p0 . 繼續(xù)將活塞上方抽成真空并密封,然后將密封的氣體緩慢加熱.求:
①活塞剛碰到玻璃管頂部時氣體的溫度;
②當(dāng)氣體溫度達(dá)到1.8T1時氣體的壓強(qiáng).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】很多轎車中設(shè)有安全氣囊以保障駕乘人員的安全,轎車在發(fā)生一定強(qiáng)度的碰撞時,利疊氮化納(NaN3)爆炸產(chǎn)生氣體(假設(shè)都是N2)充入氣囊.若氮?dú)獬淙牒蟀踩珰饽业娜莘eV=56L,囊中氮?dú)饷芏圈?2.5kg/m3 , 已知氮?dú)獾哪栙|(zhì)最M=0.028kg/mol,阿伏加德羅常數(shù) ,試估算:
(1)囊中氮?dú)夥肿拥目倐數(shù)N;
(2)囊中氮?dú)夥肿娱g的平均距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】甲、乙兩汽車沿同一平直公路同向勻速行駛,甲車在前,乙車在后,它們行駛的速度均為16m/s.遇到情況后,甲車緊急剎車,乙車司機(jī)看到甲車剎車后也采取緊急剎車.已知甲車緊急剎車時加速度a1=3m/s2 , 乙車緊急剎車時加速度a2=4m/s2 , 乙車司機(jī)的反應(yīng)時間是0.5s(即乙車司機(jī)看到甲車剎車后0.5s才開始剎車).
(1)甲車緊急剎車后,經(jīng)過多長時間甲、乙兩車的速度相等?
(2)為保證兩車緊急剎車過程不相碰,甲、乙兩車行駛過程至少應(yīng)保持多大距離?

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同步練習(xí)冊答案