【題目】如圖所示,兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌固定在傾角為的絕緣斜面上,導(dǎo)軌上端連接一個定值電阻,導(dǎo)體棒a和b放在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,斜面上水平虛線PQ以下區(qū)域內(nèi),存在著垂直斜面向上的磁場,磁感應(yīng)強度大小為,已知b棒的質(zhì)量為m,a棒、b棒和定值電阻的阻值均為R,導(dǎo)軌電阻不計,重力加速度為g。
(1)斷開開關(guān)S,a棒和b棒固定在磁場中,恰與導(dǎo)軌構(gòu)成一個邊長為L的正方向,磁場從以均勻增加,寫出a棒所受安培力隨時間變化的表達式。
(2)若接通開關(guān)S,同時對a棒施以平行導(dǎo)軌斜向上的拉力F,使它沿導(dǎo)軌勻速向上運動,此時放在導(dǎo)軌下端的b棒恰好靜止。當(dāng)a棒運動到磁場的上邊界PQ處時,撤去拉力F,a棒將繼續(xù)沿導(dǎo)軌向上運動一小段距離后再向下滑動,此時b棒已滑離導(dǎo)軌。當(dāng)a棒再次滑回磁場上邊界PQ時,又恰能沿導(dǎo)軌勻速向下運動,求a棒質(zhì)量及拉力F的大小。
【答案】(1)(2);
【解析】
試題分析:(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律可得,
由閉合回路歐姆定律可得:
T時刻的磁感應(yīng)強度為
此時a棒受到的安培力為
解得:
(2)由題意可知a棒沿斜面向上運動時,a棒為電源,b棒和電阻R并聯(lián),通過a棒(干路)的電流為,由并聯(lián)電路關(guān)系可得:
B棒和電阻R的阻值相等,則通過b棒的電流為
電路的總電阻為
由歐姆定律可得干路電流為
感應(yīng)電動勢為E=BLv
b棒保持靜止,則
a棒脫離磁場后撤去拉力F,a棒機械能守恒,返回磁場時速度還是為v,此時a棒和電阻R串聯(lián),則電路中的電流為
a棒勻速下滑,則
聯(lián)立解得
A棒向上運動時受力平衡:
解得
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)欲測量一個量程為6V的電壓表的電阻RV(在2000Ω~4000Ω之間),他設(shè)計了如圖甲所示電路。其中電源為三節(jié)干電池(內(nèi)阻小于2Ω),R0是2000Ω的定值電阻。他的操作如下:先閉合開關(guān)S1、S2,讀出電壓表示數(shù)U1;再斷開S2,讀出電壓表的示數(shù)U2.
(1)若該同學(xué)測出的數(shù)據(jù)為U1=4.50V,U2=2.50V,則該同學(xué)測出的RV= Ω.
(2)若該同學(xué)用如圖乙所示的若干節(jié)串聯(lián)的“番茄電池”(電動勢在4~5V之間,內(nèi)阻約為1100Ω)代替干電池,依然用上述方案,則他 (填“能”或“不能”)測量出RV.
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【題目】“30m折返跑”中,在平直的跑道上,一學(xué)生站立在起點線處,當(dāng)聽到起跑口令后(測試員同時開始計時),跑向正前方30m處的折返線,到達折返線處時,用手觸摸固定的折返處的標(biāo)桿,再轉(zhuǎn)身跑回起點線,到達起點線處時,停止計時,全過程所用時間即為折返跑的成績。學(xué)生可視為質(zhì)點,加速或減速過程均視為勻變速,觸摸桿的時間不計。該學(xué)生加速時的加速度大小為a1=2.5m/s2,減速時的加速度大小為a2=5m/s2,到達折返線處時速度需減小到零,并且該學(xué)生全過程最大速度不超過vm=12m/s。求
(1)該學(xué)生返程最快需多少時間;
(2)該學(xué)生“30m折返跑”的最好成績。
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【題目】下列說法中錯誤的是( 。
A. 壓力和支持力的方向總是垂直于接觸面的
B. 彈簧測力計在稱過重物后指針恢復(fù)到零刻度屬于彈性形變
C. 微小的力不能使堅硬的物體發(fā)生形變,所以就沒有彈力產(chǎn)生
D. 只有發(fā)生彈性形變的物體,才會對它所接觸的物體產(chǎn)生彈力的作用
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【題目】如圖所示,在傾角為30°的斜面上的P點釘有一光滑小鐵釘,以P點所在水平虛線將斜面一分為二,上部光滑,下部粗糙.一繩長為3R輕繩一端系于斜面O點,另一端系一質(zhì)量為m的小球,現(xiàn)將輕繩拉直小球從A點由靜止釋放,小球恰好能第一次通過圓周運動的最高點B點.已知OA與斜面底邊平行,OP距離為2R,且與斜面底邊垂直,則小球從A到B的運動過程中( )
A. 合外力做功mgR
B. 重力做功2mgR
C. 克服摩擦力做功mgR
D. 機械能減少mgR
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【題目】空中存在水平向左的勻強電場,一帶正電小球在空中某點以初速度大小水平向右拋出,小球落到水平地面時速度大小為,已知小球受到的電場力大小等于重力大小,則下列說法正確的是
A.小球落地時速度方向一定與地面垂直
B.小球下落過程,電勢能先增大后減小
C.小球下落過程,動能先減小后增大
D.小球下落過程,機械能一直減小
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【題目】如圖所示,某人身系彈性繩自高空P點自由下落,a點是彈性繩的原長位置,b點是人靜止懸掛時的平衡位置,c點是人所能到達的最低點,若把P點到a點的過程稱為過程I,由a點到c點的過程稱為過程II,不計空氣阻力,下列說法正確的是
A.過程II中人的機械能守恒
B.過程II中人的動量的改變量大小等于過程I中重力的沖量大小
C.過程II中人的動能逐漸減小到零
D.過程I中人的動量的改變量等于重力的沖量
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【題目】如圖所示,在光滑水平面上有一塊長為L的木板B,其上表面粗糙,在其左端有一個光滑的1/4圓弧槽C與長木板接觸但不連接,圓弧槽的下端與木板的上表面相平,B、C靜止在水平面上.現(xiàn)有很小的滑塊A以初速度v0從右端滑上B并以的速度滑離B,恰好能到達C的最高點.A、B、C的質(zhì)量均為m,試求:
(1)木板B上表面的動摩擦因數(shù)μ;
(2) 圓弧槽C的半徑R.
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【題目】如圖甲所示,abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框,在金屬線框的下方有一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域,MN和M′N′是勻強磁場區(qū)域的水平邊界,邊界的寬度為s,并與線框的bc邊平行,磁場方向與線框平面垂直.現(xiàn)讓金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落,圖乙是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強磁場區(qū)域的v-t圖象(其中OA、BC、DE相互平行).已知金屬線框的邊長為L(L<s)、質(zhì)量為m,電阻為R,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g,圖象中坐標(biāo)軸上所標(biāo)出的字母v1、v2、t1、t2、t3、t4均為已知量。(下落過程中bc邊始終水平)根據(jù)題中所給條件,以下說法正確的是( )
A. t2是線框全部進入磁場瞬間,t4是線框全部離開磁場瞬間
B. 從bc邊進入磁場起一直到ad邊離開磁場為止,感應(yīng)電流所做的功為mgs
C. v1的大小可能為
D. 線框離開磁場過程中流經(jīng)線框橫截面的電荷量比線框進入磁場過程中流經(jīng)線框橫截面的電荷量多
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