【題目】如圖甲所示,斜面傾角為37°,一寬為l=0.43 m的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上,磁場(chǎng)邊界與斜面底邊平行.在斜面上由靜止釋放一正方形金屬線框,線框沿斜面下滑,下邊與磁場(chǎng)邊界保持平行.取斜面底邊重力勢(shì)能為零,從線框開始運(yùn)動(dòng)到恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,線框的機(jī)械能E和位移s之間的關(guān)系如圖乙所示,圖中①、②均為直線段.已知線框的質(zhì)量為m=0.1 kg,電阻為R=0.06 Ω,重力加速度取g=10 m/s2.求:
(1)金屬線框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)金屬線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)到恰完全進(jìn)入磁場(chǎng)所用的時(shí)間;
(3)金屬線框穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中,線框中產(chǎn)生的最大電功率(本小題保留兩位有效數(shù)字).
【答案】(1)0.5 (2)0.125 s (3)0.43 W
【解析】(1)減少的機(jī)械能等于克服摩擦力所做的功ΔE1=Wf1
而ΔE1=0.900 J-0.756 J=0.144 J
Wf1=μmgcos37s1
其中s1=0.36 m
解得μ=0.5
(2)金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,減小的機(jī)械能等于克服摩擦力和安培力所做的功,機(jī)械能仍均勻減小,因此安培力也為恒力,線框做勻速運(yùn)動(dòng)v=2as1
其中a=gsin37°-μgcos37°=2 m/s2
可解得線框剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為v1=1.2 m/s
ΔE2=Wf2+WA=(f+FA)s2
其中ΔE2=0.756 J-0.666 J=0.09 J
f+FA=mgsin37°=0.6 N
s2為線框的側(cè)邊長(zhǎng)
即線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程運(yùn)動(dòng)的距離,可求出
s2=0.15 m t==0.125 s
(3)線框剛出磁場(chǎng)時(shí)速度最大,線框內(nèi)的電功率最大
Pm=I2R=
由v=v+2a(l-s2)
可求得v2=1.6 m/s
根據(jù)線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),F(xiàn)A+μmgcos37°=mgsin37°
可求出FA=0.2 N
又因?yàn)镕A=BIL=
可求出B2L2=0.01
代入數(shù)據(jù)解得Pm=I2R==0.43 W
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】兩實(shí)心小球甲和乙由同一種材料制成,甲球質(zhì)量小于乙球質(zhì)量.兩球在空氣中從靜止開始下落,假設(shè)它們運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力與球的半徑成正比,與球的速率無(wú)關(guān).若它們下落相同的距離,則( )。
A. 甲球用的時(shí)間比乙球長(zhǎng)
B. 甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小
C. 甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小
D. 甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某興趣小組對(duì)一輛自制遙控小車的性能進(jìn)行研究.他們讓這輛小車在水平的直軌道上由靜止開始運(yùn)動(dòng),并將小車運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程記錄下來(lái),通過(guò)處理轉(zhuǎn)化為v﹣t圖象,如圖所示(除2s﹣10s時(shí)間段圖象為曲線外,其余時(shí)間段圖象均為直線).已知在小車運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,2s﹣14s時(shí)間段內(nèi)小車的功率保持不變,在14s末停止遙控而讓小車自由滑行,小車的質(zhì)量為1.0kg,可認(rèn)為在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小車所受到的阻力大小不變.求:
(1)小車所受到的阻力大;
(2)小車勻速行駛階段的功率;
(3)小車在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中位移的大。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波如圖所示,t1時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示,t2時(shí)刻的波形如圖中虛線所示,已知△t=t2﹣t1=0.5s,問(wèn):
(1)若波向左傳播,則這列波的傳播速度是多少?
(2)若波向右傳播,且4T<△t<5T,波速是多大?
(3)若波速等于100m/s,則波向哪個(gè)方向傳播?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】兩個(gè)小球A、B在光滑水平面上相向運(yùn)動(dòng),已知它們的質(zhì)量分別是m1=4 kg,m2=2 kg,A的速度v1=3 m/s(設(shè)為正),B的速度v2=-3 m/s,則它們發(fā)生正碰后,其速度可能分別是( )
A. 均為+1 m/s
B. +4 m/s和-5 m/s
C. +2 m/s和-1 m/s
D. -1 m/s和+5 m/s
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上,t=0時(shí)刻,將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放,小球接觸彈簧并將彈簧壓縮至最低點(diǎn)(形變?cè)趶椥韵薅葍?nèi)),然后又被彈起離開彈簧,上升到一定高度后又下落,如此反復(fù)。通過(guò)安裝在彈簧下端的壓力傳感器,測(cè)出該過(guò)程中彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示,則
A.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球的機(jī)械能守恒
B.t2時(shí)刻小球的加速度為零
C.t1~ t2這段時(shí)間內(nèi),小球的動(dòng)能在逐漸減小
D.t2~ t3這段時(shí)間內(nèi),小球的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和在增加
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于相互接觸的兩個(gè)物體之間的彈力和摩擦力,以下說(shuō)法中正確的是( )
A. 有彈力必有摩擦力
B. 有摩擦力必有彈力
C. 摩擦力一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)
D. 以上說(shuō)法都不正確
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一個(gè)很長(zhǎng)的光滑導(dǎo)體框傾斜放置,頂端接有一個(gè)燈泡,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于線框所在平面,當(dāng)跨放在導(dǎo)軌上的金屬棒下滑達(dá)穩(wěn)定速度后,小燈泡獲得一個(gè)穩(wěn)定的電功率,除小燈泡外其他電阻均不計(jì),則若使小燈泡的電功率提高一倍,下列措施可行的是( )
A.換用一個(gè)電阻為原來(lái)2倍的小燈泡
B.將金屬棒質(zhì)量增為原來(lái)的2倍
C.將導(dǎo)體框?qū)挾葴p小為原來(lái)的一半
D.將磁感應(yīng)強(qiáng)度減小為原來(lái)的
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