【題目】如圖所示,兩根平行光滑的金屬導(dǎo)軌M1N1P1-M2N2P2由四分之一圓弧部分與水平部分構(gòu)成,導(dǎo)軌末端固定兩根絕緣柱,弧形部分半徑r=0.8m、導(dǎo)軌間距L=lm,導(dǎo)軌水平部分處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小兩根完全相同的金屬棒a、b分別垂直導(dǎo)軌靜罝于圓弧頂端M1、M2處和水平導(dǎo)軌中某位置,兩金屬棒質(zhì)量均m=lkg、電阻均R=2Ω。金屬棒a由靜止釋放,沿圓弧導(dǎo)軌滑入水平部分,此后,金屬棒b向右運(yùn)動(dòng),在導(dǎo)軌末端與絕緣柱發(fā)生碰撞且無機(jī)械能損失,金屬棒b接觸絕緣柱之前兩棒己勻速運(yùn)動(dòng)且未發(fā)生碰撞。金屬棒b與絕緣柱發(fā)生碰撞后,在距絕緣柱x1=0.5m的A1A2位置與金屬棒a發(fā)生碰撞,碰后停在距絕緣柱x2=0.2m的A3A4位置,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計(jì),g取10m/s2.求:
(1)金屬棒a剛滑入水平導(dǎo)軌時(shí),受到的安培力大。
(2)金屬棒b與絕緣柱碰撞后到與金屬棒a碰撞前的過程,整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)證明金屬棒a、b的碰撞是否是彈性碰撞。
【答案】(1) (2) (3) 不是彈性碰撞
【解析】(1)金屬棒a下滑過程:mgr=mv2
金屬棒a剛滑入水平導(dǎo)軌時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):
回路電流:
金屬棒a受到的安培力:
(2)以金屬棒a、b為系統(tǒng),在碰到絕緣柱之前動(dòng)量守恒:mv=2mv1 解得:
金屬棒b與絕緣柱發(fā)生碰撞后等速率返回,以兩金屬棒為系統(tǒng)動(dòng)量仍然守恒,但總動(dòng)量為零,
0=mva+mvb 即時(shí)刻有va=-vb,兩金屬棒相向運(yùn)動(dòng)到相碰,位移大小相等均為0.5m
對(duì)金屬棒b由動(dòng)量定理: -BILt=mv2-mv1
由法拉第電磁感應(yīng)定律:
電荷量
求得
由能量轉(zhuǎn)化守恒定律:
(3) 金屬棒a、b碰后,金屬棒b減速到零的過程,由動(dòng)量定理:
由法拉第電磁感應(yīng)定律:
電荷量
求得
由于,所碰撞不是彈性碰撞。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】下列四幅圖的有關(guān)說法正確的是
A.由圖甲中兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像可知,它們的相位差為或者π
B.在圖乙中,當(dāng)球與橫梁之間存在摩擦?xí)r,球的振動(dòng)不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)
C.由圖丙可知,頻率相同的兩列波疊加時(shí),某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng),某些區(qū)域的振動(dòng)減弱
D.如圖丁所示,當(dāng)簡(jiǎn)諧波向右傳播時(shí),質(zhì)點(diǎn)A此時(shí)的速度沿y軸正方向
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,足夠長的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成角(0<<90°),其中MN與PQ平行且間距為l,導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,導(dǎo)軌電阻不計(jì),其上端所接定值電阻為R.給金屬棒ab一沿斜面向上的初速度v0,并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸,ab棒接入電路的電阻為r,當(dāng)ab棒沿導(dǎo)軌上滑距離x時(shí),速度減小為零。則下列說法不正確的是
A. 在該過程中,導(dǎo)體棒所受合外力做功為
B. 該過程中,通過電阻R的電荷量為
C. 該過程中,電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為
D. 導(dǎo)體棒獲得初速度時(shí),整個(gè)電路消耗的電功率為
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,MN是豎直平面內(nèi)的1/4圓弧軌道,絕緣光滑,半徑R=lm。軌道區(qū)域存在E = 4N/C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。長L1=5 m的絕緣粗糖水平軌道NP與圓弧軌道相切于N點(diǎn)。質(zhì)量、電荷量的金屬小球a從M點(diǎn)由靜止開始沿圓弧軌道下滑,進(jìn)人NP軌道隨線運(yùn)動(dòng),與放在隨右端的金屬小球b發(fā)生正碰,b與a等大,不帶電, ,b與a碰后均分電荷量,然后都沿水平放置的A、C板間的中線進(jìn)入兩板之間。已知小球a恰能從C板的右端飛出,速度為,小球b打在A板的D孔,D孔距板基端,A,C板間電勢(shì)差,A,C板間有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度5=0.2T,板間距離d=2m,電場(chǎng)和磁編僅存在于兩板之間。g=10m/s2求:
(1)小球a運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí),軌道對(duì)小球的支持力FN多大?
(2 )碰后瞬間,小球a和b的速度分別是多大?
(3 )粗糙絕緣水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)是多大?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示的電路,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1:n2,電流表和電壓表都是理想電表,當(dāng)原線圈接圖乙所示的交變電源時(shí),電路正常工作。現(xiàn)將電源換成圖丙所示的交變電源,則更換電源前后
A. 電流表A1、A2的示數(shù)之比均為n2:n1
B. 電壓表V1、V2的示數(shù)之比均為n1:n2
C. 電壓表V1示數(shù)不變,V2的示數(shù)變大
D. 電流表A1、A2的示數(shù)均不變
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,兩相距L=0.5m的平行金屬導(dǎo)軌固定于水平面上,導(dǎo)軌左端與阻值R=2Ω的電阻連接,虛線內(nèi)存在垂直導(dǎo)軌平面且磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量m=0.2kg、阻值為r=1Ω的金屬桿垂直置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌接觸良好,金屬桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1,導(dǎo)軌的電阻可忽略。桿在水平向右的恒定拉力F=0.24N作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng),并始終與導(dǎo)軌垂直,進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)恰好開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)。求:
(1)桿進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小v;
(2)桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)0.6m位移的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量Q;
(3)若在桿恰好進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)撤去拉力F,分析說明桿在撤去F后加速度、速度的變化情況。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】波速均為v=2m/s的甲乙兩列簡(jiǎn)諧橫波,甲沿x軸負(fù)方向傳播,乙沿x軸正方向傳播,某時(shí)刻波的圖象分別如圖甲、乙所示,其中P、Q處的質(zhì)點(diǎn)均處于波峰,關(guān)于這兩列波,下列說法正確的是
A.甲波中的M處質(zhì)點(diǎn)比P處質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置
B.從圖示的時(shí)刻開始,P處質(zhì)點(diǎn)與Q處質(zhì)點(diǎn)同時(shí)回到平衡位置
C從圖示的時(shí)刻開始,經(jīng)過1.0s,P質(zhì)點(diǎn)沿x軸負(fù)方向通過的位移為2m
D.從圖示的時(shí)刻開始,經(jīng)過1.0s,M質(zhì)點(diǎn)沿通過的路程為20cm
E.如果這兩列波相遇不可能形成穩(wěn)定的干涉圖樣
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】彈跳桿運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)廣受青少年歡迎的運(yùn)動(dòng)。彈跳桿的結(jié)構(gòu)如圖甲所示,一根彈簧的下端固定在跳桿的底部,上端固定在一個(gè)套在跳桿上的腳踏板底部。質(zhì)量為5m的小明站在腳踏板上,當(dāng)他和跳桿處于豎直靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),彈簧的壓縮量為x0,小明先保持穩(wěn)定姿態(tài)豎直彈跳。某次彈跳中,從彈簧處于最大壓縮量為5x0,開始計(jì)時(shí),如圖乙(a)所示;上升到彈簧恢復(fù)原長時(shí),小明抓住跳桿,使得他和彈跳桿瞬間達(dá)到共同速度,如圖乙(b)所示;緊接著他保持穩(wěn)定姿態(tài)豎直上升到最大高度,如圖乙(c)所示。已知全程彈簧始終處于彈性限度內(nèi)(彈簧彈性勢(shì)能滿足,k為彈簧勁度系數(shù),x為彈簧形變量),跳桿的質(zhì)量為m,重力加速度為g?諝庾枇、彈簧和腳踏板的質(zhì)量、以及彈簧和腳踏板與跳桿間的摩擦均可忽略不計(jì)。求:
(1)彈跳桿中彈簧的勁度系數(shù)k;
(2)從開始計(jì)時(shí)至豎直上升到最大高度過程中小明的最大速度vm;
(3)跳桿離地后上升的最大高度。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組要研究彈簧的勁度系數(shù)與繞制彈簧的金屬絲直徑間的關(guān)系,為此他們選擇了同種材料制成的不同直徑的鋼絲來繞制彈簧。
(1)進(jìn)行此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)需要采用控制變量法,除了材料相同外,你認(rèn)為還應(yīng)控制哪些因素相同(寫出兩項(xiàng)即可)________________________、______________________。
(2)用游標(biāo)卡尺測(cè)量繞制彈簧的鋼絲直徑,某次測(cè)量示數(shù)如圖所示,則該鋼絲的直徑為____________mm;
(3)根據(jù)下表中相關(guān)數(shù)據(jù),分析可得:在其它條件相同的情況下,彈簧的勁度系數(shù)與其所用鋼絲直徑的___________次冪成正比。
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