【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)有一半徑為r、電阻為R1、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán),在M、N處與距離為2r、電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌ME、NF相接,EF之間接有電阻R2,已知R1=12RR2=4R。在MN上方及CD下方有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)III,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,F(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒ab,從半圓環(huán)的最高點(diǎn)A處由靜止下落,在下落過(guò)程中導(dǎo)體棒始終保持水平,與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好,設(shè)平行導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。已知導(dǎo)體棒下落r/2時(shí)的速度大小為v1,下落到MN處時(shí)的速度大小為v2。

1)求導(dǎo)體棒abA處下落時(shí)的加速度大;

2)若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)II后棒中電流大小始終不變,求磁場(chǎng)III這間的距離hR2上的電功率P2;

3)若將磁場(chǎng)IICD邊界略微下移,導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)II時(shí)的速度大小為v3,要使其在外力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為a,求所加外力F隨時(shí)間變化的關(guān)系式。

【答案】123。

【解析】試題分析:(1)以導(dǎo)體棒為研究對(duì)象,棒在磁場(chǎng)I中切割磁感線,棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),導(dǎo)體棒abA下落r/2時(shí),導(dǎo)體棒在重力與安培力作用下做加速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律,得:,

式中,

由各式可得到

2)當(dāng)導(dǎo)體棒ab通過(guò)磁場(chǎng)II時(shí),若安培力恰好等于重力,棒中電流大小始終不變,即

, 式中

解得:

導(dǎo)體棒從MNCD做加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng),

,得:

此時(shí)導(dǎo)體棒重力的功率為:

根據(jù)能量守恒定律,此時(shí)導(dǎo)體棒重力的功率全部轉(zhuǎn)化為電路中的電功率,即:

所以:

3)設(shè)導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)II后經(jīng)過(guò)時(shí)間t的速度大小為,

此時(shí)安培力大小為:

由于導(dǎo)體棒ab做勻加速直線運(yùn)動(dòng),

根據(jù)牛頓第二定律,有

即:

由以上各式解得

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,a、b為兩根相連的輕質(zhì)彈簧,它們的勁度系數(shù)分別為100N/m,200N/m.原長(zhǎng)分別為 6cm,4cm.在下端掛一重物G,物體受到的重力為10N,平衡時(shí)( )

A.彈簧a下端受的拉力為4N,b下端受的拉力為6N

B.彈簧a下端受的拉力為10N,b下端受的拉力為10N

C.彈簧a的長(zhǎng)度變?yōu)?cm,b的長(zhǎng)度變?yōu)?.5cm

D.彈簧a的長(zhǎng)度變?yōu)?.4cm,b的長(zhǎng)度變?yōu)?.3cm

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于質(zhì)點(diǎn),下列說(shuō)法中正確的是(

A. 只有體積很小的物體才能看作質(zhì)點(diǎn)

B. 研究旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的足球,可把足球看作質(zhì)點(diǎn)

C. 在太空中進(jìn)行飛船對(duì)接的宇航員觀察該飛船,可把飛船看作質(zhì)點(diǎn)

D. 從地球上的控制中心跟蹤觀察在太空中飛行的宇宙飛船,可把飛船看作質(zhì)點(diǎn)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,一重為40N的木塊放在水平桌面上,在水平方向共受三個(gè)力F1,F2和摩擦力作用,木塊保持靜止.其中F1=13N,F2=6N.已知木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,求:

(1)物體所受的摩擦力的大小和方向.

(2)當(dāng)只將F1撤去,物體受到的摩擦力的大小和方向.

(3)若撤去的力不是F1而是F2,則物體受到的摩擦力大小和方向又如何?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】研究加速度與力的關(guān)系的學(xué)生實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置圖如下圖所示.

本實(shí)驗(yàn)采用了_________傳感器(填寫(xiě)傳感器名稱(chēng))

⑵(多選)兩位同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出圖像(如圖所示).下列說(shuō)法中正確的是____

A.出現(xiàn)圖的主要原因可能是軌道水平?jīng)]調(diào)好,有滑輪的一端偏高

B.出現(xiàn)圖的主要原因可能是小車(chē)和軌道間的摩擦力較大

C.出現(xiàn)圖的主要原因可能是軌道水平?jīng)]調(diào)好,沒(méi)有滑輪的一端偏高

D.出現(xiàn)圖的主要原因可能是小車(chē)和軌道間的摩擦力較大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,傾角θ30°的粗糙斜面固定在地面上,長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m、粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上,其上端與斜面頂端齊平.用細(xì)線將物塊與軟繩連接,物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動(dòng),直到軟繩剛好全部離開(kāi)斜面(此時(shí)物塊未到達(dá)地面),在此過(guò)程中

A. 物塊的機(jī)械能逐漸增加

B. 軟繩重力勢(shì)能共減少了mgl

C. 物塊重力勢(shì)能的減少等于軟繩克服摩擦力所做的功

D. 軟繩重力勢(shì)能的減少小于其動(dòng)能的增加與克服摩擦力所做功之和

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】根據(jù)開(kāi)普勒第三定律,關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)下列說(shuō)法正確的是(

A. 行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng),自轉(zhuǎn)周期就越大

B. 行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng),公轉(zhuǎn)周期就越大

C. 水星的半長(zhǎng)軸最短,公轉(zhuǎn)周期最大

D. 式中的k值,對(duì)于所有行星(或衛(wèi)星)都相等

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,直線a、bcd是處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩組平行線,M、N、P、Q是它們的交點(diǎn)四點(diǎn)處的電勢(shì)分別為φM、φN、φPφQ.一電子由M點(diǎn)分別運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等(  )

A. 直線a位于某一等勢(shì)面內(nèi),φM>φQ

B. 直線c位于某一等勢(shì)面內(nèi)φM>φN

C. 若電子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),電場(chǎng)力做正功

D. 若電子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】地球赤道上的重力加速度為g,物體在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a,衛(wèi)星甲、乙、丙在如圖所示三個(gè)橢圓軌道上繞地球運(yùn)行,衛(wèi)星甲和乙的運(yùn)行軌道在P點(diǎn)相切,以下說(shuō)法中正確的是( )

A. 如果地球自轉(zhuǎn)的角速度突然變?yōu)樵瓉?lái)的(g+a)/a倍,那么赤道上的物體將會(huì)起來(lái)

B. 衛(wèi)星甲、乙經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度大小相等

C. 衛(wèi)星甲的周期最大

D. 三個(gè)衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度可能大于第一宇宙速度

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