【題目】如圖所示,在勻強磁場中豎直放置兩條足夠長的平行導軌,磁場方向與導軌所在平面垂直,磁感應強度大小為B0,導軌上端連接一阻值為R的電阻和開關S,導軌電阻不計,兩金屬棒a和b的電阻都為R,質(zhì)量分別為ma=0.02 kg和mb=0.01 kg,它們與導軌接觸良好,并可沿導軌無摩擦地運動,若將b棒固定,開關S斷開,用一豎直向上的恒力F拉a棒,穩(wěn)定后a棒以v1=10 m/s的速度向上勻速運動,此時再釋放b棒,b棒恰能保持靜止。取g=10 m/s2。
(1)求拉力F的大;
(2)若將a棒固定,開關S閉合,讓b棒自由下滑,求b棒滑行的最大速度v2;
(3)若將a棒和b棒都固定,開關S斷開,使磁感應強度從B0隨時間均勻增加,經(jīng)0.1 s后磁感應強度增大到2B0時,a棒受到的安培力大小正好等于a棒的重力,求兩棒間的距離。
【答案】(1)0.3 N(2)7.5 m/s(3)1 m
【解析】(1)a棒做切割磁感線運動,產(chǎn)生的感應電動勢為E=B0Lv1,a棒與b棒構成串聯(lián)閉合電路,電流強度為I=
a棒、b棒受到的安培力大小為Fa=ILB0
Fb=ILB0
依題意,對a棒有F=Fa+Ga
對b棒有Fb=Gb
所以F=Ga+Gb=0.3 N
(2)a棒固定、開關S閉合后,當b棒以速度v2勻速下滑時,b棒滑行速度最大,b棒做切割磁感線運動,產(chǎn)生的感應電動勢為E1=B0Lv2,等效電路圖如圖所示。
所以電流為I1=
b棒受到的安培力與b棒的重力平衡,有
Gb=
由(1)問可知Gb=Fb=
聯(lián)立可得v2=7.5 m/s
(3)當磁場均勻變化時,產(chǎn)生的感應電動勢為E2=
回路中電流為I2=
依題意有Fa2=2B0I2L=Ga
代入數(shù)據(jù)解得h=1 m
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【題目】如圖所示,在兩根平行長直導線M、N 中,通入同方向同大小的電流,導線框abcd 和兩導線在同一平面內(nèi),線框沿著與兩導線垂直的方向,自左向右在兩導線間勻速移動,在移動過程中,線框中感應電流的方向為( )
A. 沿abcda不變
B. 沿adcba不變
C. 由abcda 變成adcba
D. 由adcba 變成abcda
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【題目】一質(zhì)量為2 kg的物體受水平拉力F作用,在粗糙水平面上做加速直線運動時的a-t圖象如圖所示,t=0時其速度大小為2 m/s.滑動摩擦力大小恒為2 N,則( )
A. 在t=6 s的時刻,物體的速度為18 m/s
B. 在0~6 s時間內(nèi),合力對物體做的功為400 J
C. 在0~6 s時間內(nèi),拉力對物體的沖量為36 N·s
D. 在t=6 s的時刻,拉力F的功率為200 W
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【題目】如圖所示,地面光滑,質(zhì)量為m1的A物塊,以v0=10m/s的速度向右勻速運動.質(zhì)量分別為m2﹑m3的物塊B與C,由輕質(zhì)并且處于原長狀態(tài)的彈簧相固連,B﹑C和彈簧初始靜止放置,某時刻A與B碰撞后立刻粘在一起.已知m1=2kg,m2=m3=3kg,求:
(1)A與B碰撞粘在一起后瞬間的速度大小
(2)此后運動過程中,彈簧被第一次壓縮到最短時的彈性勢能大。
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【題目】“探究平拋運動的規(guī)律”的實驗中,用一張印有小方格的紙記錄軌跡,在方格紙上建立如圖所示的坐標系,小方格的邊長L=6.4 cm,若小球在平拋運動實驗中記錄了幾個位置如圖中的a、b、c、d、e所示.(g=10 m/s2)
(1)圖示的幾個位置中,明顯有問題的是________;
(2)小球平拋的初速度為________m/s;
(3)小球經(jīng)過位置b的速度為________m/s.
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【題目】如圖所示,一個粗細均勻的圓形合金框架,直徑為d,電阻為R。勻強磁場的磁感應強度為B,方向垂直框面向里,長為d,電阻為 的均勻金屬棒AB與合金框架接觸良好,AB與MO垂直且AB中點與M點相交,F(xiàn)用外力使棒以恒定速度v,沿垂直于半徑OM的方向從M滑向圓心O,當金屬棒滑過時( )
A. CD兩端的電壓為Bdv
B. AB段左側與右側合金框架的電功率之比為2:1
C. CD棒中的電流為
D. AB棒所受的安培力為
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【題目】門樓同學利用圖甲所示的電路測量電源電動勢和內(nèi)阻,圖乙所示電路測Rx的阻值,兩個電路使用同一電源。由于電壓表和電流表內(nèi)阻的影響會給實驗帶來一定的誤差,其中,圖甲中__________(填“電壓表”或“電流表”)的內(nèi)阻對實驗結果無影響,圖乙中__________(填“電壓表”或“電流表”)的內(nèi)阻對實驗結果無影響。圖丙是該同學根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)作出的圖像,由圖可知,電源的短路電流為___________A(結果保留兩位有效數(shù)字)。
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【題目】(10分)用甲圖測量電源電動勢E和內(nèi)阻r 除了圖中所給的器材,還有一只多用電表可用,通過多用電表來測量電源的路端電壓和電路的電流,完成下面的實驗步驟:
①斷開開關S1、S2,把電阻箱的阻值調(diào)至最 (填“大”或“小”);
②多用電表接a、b,選擇直流電壓5V擋,閉合開關S1、S2,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,此時表盤指針指在如圖乙的P位置,則讀得U1= V,斷開開關S1、S2;
③多用電表改接c、d,選擇直流電流500mA擋,保持電阻箱阻值不變,閉合開關 ,此時表盤指針指在如圖乙的Q位置,則讀得I1= A,斷開開關;
④用U1和I1列出計算電動勢E和內(nèi)阻r的表達式:
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【題目】一列簡諧機械橫波沿 x 軸正方向傳播,波速為 2m / s 。某時刻波形如圖所示, a 、 b 兩質(zhì)點的平衡位置的橫坐標分別為 xa =2.5m , x b =4.5m ,則下列說法中正確的是 ( )
A. 質(zhì)點 b 振動的周期為 4 s
B. 平衡位置 x =10.5m 處的質(zhì)點 (圖中未畫出)與 a 質(zhì)點的振動情況總相同
C. 此時質(zhì)點 a 的速度比質(zhì)點 b 的速度大
D. 質(zhì)點 a 從圖示開始在經(jīng)過 1 / 4 個周期的時間內(nèi)通過的路程為 2cm
E. 如果該波在傳播過程中遇到尺寸小于 8m 的障礙物,該波可發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
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