【題目】如圖所示,傾角為θ=370的粗糙導(dǎo)軌底端用一小段光滑圓弧與水平軌道連接(水平軌道長度很短,可忽略不計),且底端PQ離地面的高度h=1.25m,導(dǎo)軌間距為l=0.5m,電阻忽略不計,導(dǎo)軌頂端連接一個定值電阻R=2.0Ω和開關(guān)S,整個裝置處于勻強磁場中(圖中未畫出),勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B=0.8T、方向垂直與導(dǎo)軌所在的平面,將質(zhì)量為m=0.5kg、導(dǎo)軌間部分電阻也為R=2.0Ω的金屬棒從AB處由靜止釋放,當開關(guān)斷開時,測得金屬棒落地點離PQ的水平距離為x1=1.0m,當開關(guān)閉合時,測得金屬棒落地點離PQ的水平距離為x2=0.8m,金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25,重力加速度為g=10m/s2;sin370=0.6,cos370=0.8,求:
(1)金屬棒在導(dǎo)軌上釋放的位置AB到位置PQ的距離;
(2)當開關(guān)閉合時,在金屬棒下滑的過程中回路上產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)如果傾斜導(dǎo)軌足夠長,當開關(guān)閉合時,金屬棒能夠達到的最大速度。
【答案】(1)0.5m(2)0.36J(3)50m/s
【解析】
試題分析:(1)開關(guān)斷開時,設(shè)金屬棒離開底端PQ時的速度大小為v1,平拋運動的時間為t,則:x1=v1t
解得:
設(shè)金屬棒沿導(dǎo)軌運動的距離為x,根據(jù)動能定理得:
解得:x=0.5m
(2)開關(guān)斷開時,在金屬棒沿傾斜導(dǎo)軌下滑的過程中,重力做功WG,摩擦力做功Wf,根據(jù)動能定理:
開關(guān)閉合時,金屬棒離開底端PQ的速度
在金屬棒沿傾斜導(dǎo)軌下滑的過程中,重力和摩擦力做功與斷開時相同,設(shè)安培力做功為WA,系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱為Q,由動能定理:
又因為Q=|WA|
聯(lián)立解得:
(3)在金屬棒下滑的過程中,金屬棒受到的安培力從零開始逐漸增大,當安培力增大到使金屬棒受力平衡時,金屬棒勻速下滑,速度達到最大;由平衡條件有:
在金屬棒和電阻R組成的回路中,金屬棒受到的安培力為FA=BIL
由閉合電路的歐姆定律得:
金屬棒速度達到最大時,金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:E=BLvmax
聯(lián)立解得:vm=50m/s
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】自行車上的紅色尾燈不僅是裝飾品,也是夜間騎車的安全指示燈,它能把來自后面的光照反射回去。某種自行車尾燈可簡化為由許多整齊排列的等腰直角棱鏡(折射率n>)組成,棱鏡的橫截面如圖所示。一平行于橫截面的光線從點垂AB邊射人棱鏡,先后經(jīng)過AC邊和BC邊反射后,從AB邊的O`點射出,則出射光線是( )
A.平行于AC邊的光線①
B.平行于入射光線的光線②
C.平行于BC邊的光線③
D.平行于AB邊的光線④
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】宇宙中有相距較近,質(zhì)量可以相比的兩顆星球,其它星球?qū)λ麄兊娜f有引力可以忽略不計.它們在相互之間的萬有引力作用下,圍繞連線上的某一固定點做同周期的勻速圓周運動.下列說法中正確的是( 。
A. 它們的速度大小與質(zhì)量成正比
B. 它們的速度大小與軌道半徑成正比
C. 它們的速度大小相等
D. 它們的向心加速度大小相等
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】關(guān)于時間間隔和時刻,下列說法正確的是( )
A. 時間間隔是較長的一段時間,時刻是較短的一段時間
B. 第2s內(nèi)指時刻
C. “北京時間12點整”指時刻
D. 劉翔創(chuàng)造12.88s的110米跨欄好成績,12.88s是指時刻。
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【題目】關(guān)于磁感線的說法,正確的是()
A. 磁感線是實際上存在的一些曲線
B. 磁感線不可以是直線
C. 磁感線是沒有規(guī)律的
D. 磁感線是人們?yōu)榱搜芯糠奖慵傧氤鰜淼?/span>
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在一個粗糙水平面上,彼此靠近地放置的兩個帶同種電荷的小物塊,由靜止釋放后,兩個物塊向反方向運動,并最終停止。在物塊的運動過程中,下列表述正確的是()
A. 兩個物塊的電勢能逐漸減小
B. 物塊受到的庫侖力不做功
C. 兩個物塊的機械能不守恒
D. 物塊受到的摩擦力始終小于其受到的庫侖力
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【題目】a、b兩物體從同一位置沿同一直線運動, 它們的速度圖象如圖,下列說法正確的是
A. a、b加速時,物體a的加速度大于物體b的加速度
B. 20秒時,a、b兩物體相距最遠
C. 60秒時,物體a在物體b的前方
D. 40秒時,a、b兩物體速度相等,相距900 m
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【題目】如圖甲所示的電路中,恒流源可為電路提供恒定電流,R為定值電路,電流表、電壓表均可視為理想電表,某同學(xué)利用該電路研究滑動變阻器消耗的電功率,改變的阻值,記錄多組電流、電壓的數(shù)值,得到如圖乙所示的U-I關(guān)系圖線
回答下列問題:
(1)滑動觸頭向下移動時,電壓表示數(shù)_______。(填“增大”或“減小”)
(2)=__________A;
(3)消耗的最大功率為__________W。(保留1位有效數(shù)字)
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【題目】研究表明,一般人的剎車反應(yīng)時間(從發(fā)現(xiàn)情況到采取剎車措施的時間)t0=0.4s,但飲酒后會導(dǎo)致反應(yīng)時間延長,大約會增加0.3s;若某轎車在道路上以72km/h的速度行駛,剎車后減速運動過程中轎車的位移s與速度v的關(guān)系曲線如圖所示,減速過程可視為勻變速直線運動.求:
(1)轎車減速過程中的加速度的大小及所用時間;
(2)正常情況下,從發(fā)現(xiàn)情況到轎車停止行駛的距離;
(3)飲酒后,從發(fā)現(xiàn)情況到轎車停止行駛的距離將增大多少。
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