【題目】磁懸浮列車的運(yùn)動(dòng)原理如圖所示,在水平面上有兩根水平長直平行導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間有與導(dǎo)軌面垂直且方向相反的勻強(qiáng)磁場B1和B2,B1和B2相互間隔,導(dǎo)軌上有金屬框abcd。當(dāng)磁場B1和B2同時(shí)以恒定速度沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),金屬框也會(huì)由靜止開始沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)。已知兩導(dǎo)軌間距L1=0. 4 m,兩種磁場的寬度均為L2,L2=ab,B1=B2=1.0T。金屬框的質(zhì)量m=0.1kg,電阻R=2.0Ω。金屬框受到的阻力與其速度成正比,即f=kv,k=0.08 kg/s,只考慮動(dòng)生電動(dòng)勢。求:
(1)開始時(shí)金屬框處于圖示位置,判斷此時(shí)金屬框中感應(yīng)電流的方向;
(2)若磁場的運(yùn)動(dòng)速度始終為v0=10m/s,在線框加速的過程中,某時(shí)刻線框速度v1=7m/s,求此時(shí)線框的加速度a1的大小;
(3)若磁場的運(yùn)動(dòng)速度始終為v0=10m/s,求金屬框的最大速度v2為多大?此時(shí)裝置消耗的總功率為多大?
【答案】(1)abcda的方向(2)4m/s2(3)8m/s;6.4W
【解析】
(1)磁場以恒定速度沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng),則由楞次定律可知金屬框中感應(yīng)電流的方向是:abcda的方向;
(2)根據(jù)楞次定律可知金屬框與磁場同向運(yùn)動(dòng),感應(yīng)電動(dòng)勢:
感應(yīng)電流:
左右兩邊受到的安培力都為:
根據(jù)牛頓第二定律有:
解得此時(shí)金屬框的加速度:
代入數(shù)據(jù)解得:;
(3)當(dāng)金屬框有最大速度時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng),所受合外力為零:
左右兩邊受到的安培力都為:
代入數(shù)據(jù)解得最大速度:;
裝置消耗的功率分克服阻力做功的功率和電功率兩部分,克服阻力做功的功率:
代入數(shù)據(jù)解得:;
電功率:
代入數(shù)據(jù)解得:;
此時(shí)裝置消耗的功率:
答:(1)此時(shí)金屬框中感應(yīng)電流的方向?yàn)?/span>abcda;
(2)此時(shí)線框的加速度;
(3)金屬框的最大速度;此時(shí)裝置消耗的總功率為6.4W。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,某組同學(xué)借用“探究a與F、m之間的定量關(guān)系”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)思想、原理及操作,進(jìn)行“探究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn):
(1)為達(dá)到平衡阻力的目的,取下細(xì)繩和托盤,通過調(diào)節(jié)墊片的位置,改變長木板傾斜程度,根據(jù)打出的紙帶判斷小車是否做________運(yùn)動(dòng).
(2)連接細(xì)繩及托盤,放入砝碼,通過實(shí)驗(yàn)得到圖乙所示的紙帶. 紙帶上O為小車運(yùn)動(dòng)起始時(shí)刻所打的點(diǎn),選取時(shí)間間隔為0. 1s的相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G. 實(shí)驗(yàn)時(shí)小車所受拉力為0. 2N,小車的質(zhì)量為0. 2kg. 請(qǐng)計(jì)算小車所受合外力做的功W和小車動(dòng)能的變化,補(bǔ)填表中空格_______,_______(結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后第四位).
O—B | O—C | O—D | O—E | O—F | |
W/J | 0. 0432 | 0. 0572 | 0. 0734 | 0. 0915 | |
0. 0430 | 0. 0570 | 0. 0734 | 0. 0907 |
通過分析上述數(shù)據(jù)你得出的結(jié)論是:在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),與理論推導(dǎo)結(jié)果一致.
(3)實(shí)驗(yàn)中是否要求托盤與砝碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M?________(填“是”或“否”);
(4)實(shí)驗(yàn)前已測得托盤的質(zhì)量為,實(shí)驗(yàn)時(shí)該組同學(xué)放入托盤中的砝碼質(zhì)量應(yīng)為________kg(g取,結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后第三位).
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】回旋加速器是加速帶電粒子的裝置其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場,使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速,兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中,如圖所示,要增大帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能,則下列說法中正確的是()
A.減小磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度
B.增大勻強(qiáng)電場間的加速電壓
C.增大D形金屬盒的半徑
D.減小狹縫間的距離
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,空間某一區(qū)域內(nèi)存在著相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,一個(gè)帶電粒子以某一初速度由A點(diǎn)進(jìn)入這個(gè)區(qū)域沿直線運(yùn)動(dòng),從C點(diǎn)離開區(qū)域;如果這個(gè)區(qū)域只有電場,則粒子從B點(diǎn)離開場區(qū);如果這個(gè)區(qū)域只有磁場,則粒子從D點(diǎn)離開場區(qū);設(shè)粒子在上述三種情況下,從A到B點(diǎn)、A到C點(diǎn)和A到D點(diǎn)所用的時(shí)間分別是t1、t2和t3,比較t1、t2和t3的大小,則有(粒子重力忽略不計(jì))( )
A. t1=t2=t3 B. t2<t1<t3 C. t1=t3>t2 D. t1=t2<t3
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】有一節(jié)干電池,電動(dòng)勢已知為1.5V。某小組要用以下器材測量其內(nèi)阻:
A.待測電池(E=1.5V,內(nèi)阻約幾歐)
B.電流表(量程為100A,內(nèi)阻約幾百歐)
C.電阻箱R(099.9Ω,1A)
D.滑動(dòng)變阻器R0(015kΩ,0.1A)
E.開關(guān)S1、S2和導(dǎo)線若干
實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①閉合S1,斷開S2,調(diào)節(jié)R0使電流表滿偏(指針指在I=100A刻度處);
②調(diào)整電阻箱R,使其為較大的阻值R1,再閉合S2,讀出電流表的示數(shù)I1;
③逐漸減小電阻箱R的阻值,使其分別等于R2、R3、…,讀出對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)I2、I3、…;
④以為縱軸,以為橫軸作出-圖像(I、R均為國際單位),求得圖線斜率k=1.6×104ΩA-1。
回答以下問題。
(1)步驟①中,電流表滿偏時(shí),滑動(dòng)變阻器與電流表內(nèi)阻的總阻值為_____kΩ;
(2)步驟③中改變電阻箱阻值時(shí),開關(guān)S2應(yīng)處于_____ (填“閉合”或“斷 開”)狀態(tài);
(3)求內(nèi)阻有兩種方法:①利用多組數(shù)據(jù)作出圖像求解,②利用其中任意兩組數(shù)據(jù)求解。兩種方法相比,減小偶然誤差最有效的方法是 _____ (填“①”或“②”);
(4)電池內(nèi)阻r= _____Ω。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在水平分界線KL上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場,下方有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場。邊界NS和MT間距為2.5h,P、Q分別位于邊界NS、MT上距KL為h。質(zhì)量為m,電荷量為+q的粒子由靜止開始經(jīng)電場加速后(電場未畫出),從P點(diǎn)垂直于NS邊界射入上方磁場,然后垂直于KL射入下方磁場,最后經(jīng)Q點(diǎn)射出。
(1)求在磁場中運(yùn)動(dòng)的粒子速度大;
(2)求粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(3)其它條件不變,減小加速電壓,要使粒子不從NS邊界射出,求加速電壓的最小值。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示為電壓表和電流表測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的電路圖,采用的是電流表外接法.若已知電壓表和電流表的內(nèi)電阻分別為RV和RA,試計(jì)算用這個(gè)電路測得的電動(dòng)勢及內(nèi)電阻的相對(duì)誤差.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成圖示電路,保持S1閉合、S2斷開且電流穩(wěn)定時(shí),C所帶的電荷量為Q1;再閉合開關(guān)S2,電流重新穩(wěn)定后,C所帶的電荷量為Q2,則Q1與Q2之比為( )
A.5∶3B.1∶1
C.1∶2D.1∶3
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】(1)①如圖所示的電流表使用0.6 A量程時(shí),對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表 ________ A,圖中表針示數(shù)是 ________ A;當(dāng)使用3 A量程時(shí),對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表 ________ A,圖中表針示數(shù)為 ________ A.
②如圖所示的電表使用較小量程時(shí),每小格表示 ________ V,圖中指針的示數(shù)為 ________ V.若使用的是較大量程,則這時(shí)表盤刻度每小格表示 ________ V,圖中表針指示的是 ________ V.
(2)旋鈕式電阻箱如圖所示,電流從接線柱A流入,從B流出,則接入電路的電阻為 ________ Ω.今欲將接入電路的電阻改為2 087 Ω,最簡單的操作方法是 ________ .若用兩個(gè)這樣的電阻箱,則可得到的電阻值范圍為 ________ .
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