【題目】如圖所示,光滑斜面的傾角a=30°,在斜面上放置一矩形線框abcd,ab邊的邊長l1=1m,bc邊的邊長l2=0.6m,線框的質(zhì)量m=1kg,電阻R=0.1Ω,線框受到沿光滑斜面向上的恒力F的作用,已知F=10N.斜面上ef線(ef∥gh)的右方有垂直斜面向上的均勻磁場,磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化情況如B﹣t圖像所示,時間t是從線框由靜止開始運動時刻起計的.如果線框從靜止開始運動,進入磁場最初一段時間是勻速的,ef線和gh的距離s=5.1m,取 g=10m/s2.求:
(1)線框進入磁場前的加速度;
(2)線框進入磁場時勻速運動的速度v;
(3)線框整體進入磁場后,ab邊運動到gh線的過程中產(chǎn)生的焦耳熱.
【答案】(1)線框進人磁場前的加速度是5m/s2;
(2 )線框進人磁場時勻速運動的速度v是2m/s;
(3)線框整體進入磁場后,ab邊運動到gh線的過程中產(chǎn)生的焦耳熱是0.5J.
【解析】試題分析:(1)線框進入磁場前,受到重力、細(xì)線的拉力F和斜面的支持力作用做勻加速運動,根據(jù)牛頓第二定律求解加速度.
(2)線框進人磁場最初一段時間是勻速的,合力為零,由E=Blv、I=、F=BIl推導(dǎo)出安培力表達(dá)式,由平衡條件求解速度.
(3)線框進入磁場前做勻加速直線運動,進磁場的過程中做勻速直線運動,分別由公式求出線框進入磁場前運動的時間和進磁場勻速運動的時間.線框完全進入磁場后受力情況與進入磁場前相同,加速度相同,根據(jù)位移公式求解從gh運動到ef的時間,結(jié)合圖象分析線框整體進入磁場后,ab邊運動到gh線的過程中有感應(yīng)電流的時間,根據(jù)法拉第定律求得感應(yīng)電動勢,由焦耳定律求解熱量.
解:(1)線框進入磁場前,受到重力、細(xì)線的拉力F和斜面的支持力作用做勻加速運動,根據(jù)牛頓第二定律得
F﹣mgsinα=ma
得,a==5m/s2
(2)線框進人磁場最初一段時間是勻速的,合力為零,由E=Bl1v、I=、FA=BIl1 得安培力為
FA=
根據(jù)平衡條件得 F=mgsinα+FA=mgsinα+
代入解得 v=2m/s
(3)線框abcd進入磁場前做勻加速運動,進磁場的過程中,做勻速運動,進入磁場后到運動到gh線仍做勻加速運動.
進磁場前線框的運動的時間為t1==
進磁場過程中勻速運動的時間為t2==s=0.3s
線框完全進入磁場后線框受力情況與進入磁場前相同,所以該階段的加速度仍為a=5m/s2.
由s﹣l2=vt3+
解得,t3=1s
因此線框整體進入磁場后,ab邊運動到gh線的過程中有感應(yīng)電流的時間為t4=1﹣(0.9﹣t1﹣t2)=0.8s
線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 E===V=0.25V
線框整體進入磁場后,ab邊運動到gh線的過程中產(chǎn)生的焦耳熱為
Q==J=0.5J
答:
(1)線框進人磁場前的加速度是5m/s2;
(2 )線框進人磁場時勻速運動的速度v是2m/s;
(3)線框整體進入磁場后,ab邊運動到gh線的過程中產(chǎn)生的焦耳熱是0.5J.
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【題目】矩形線圈的匝數(shù)為50匝,在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動時,穿過線圈的磁通量隨時間的變化規(guī)律如圖所示,下列結(jié)論正確的是( )
A. 在t=0.1s和t=0.3s時,電動勢最大
B. 在t=0.2s和t=0.4s時,電動勢改變方向
C. 電動勢的最大值是157V
D. 在t=0.4 s時,磁通量變化率最大,其值為3.14Wb/s
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【題目】下列關(guān)于電能輸送的說法正確的是( )
A. 輸送電能的基本要求是可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟
B. 減小輸電導(dǎo)線上功率損失的惟一方法是采用高壓輸電
C. 減小輸電導(dǎo)線上電壓損失的惟一方法是增大輸電線的橫截面積
D. 實際輸電時,要綜合考慮各種因素,如輸電功率大小、距離遠(yuǎn)近、技術(shù)和經(jīng)濟條件等
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【題目】⑴理想變壓器的原線圈的匝數(shù)為110匝,副線圈匝數(shù)為660匝,若原線圈接在6 V的電池上,則副線圈兩端電壓為(________)
A.36 V B.6 V C.1 V D.0 V
⑵上題中若原線圈接在220sin100πt(v)的電源上則副線圈的電壓為_____________,
副線圈磁通量變化率的最大值為____________________________。
⑶一個理想變壓器,正常工作時,在原、副線圈上,下列物理量中一定相等的是(______)
A.交流的頻率 B.電流的有效值 C.電功率 D.磁通量的變化率
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【題目】如圖所示,將質(zhì)量m=1.0kg的小物塊放在長L=3.0m的平板車左端,車的上表面粗糙,物塊與車上表面間的動摩擦因數(shù)μ=0.6,光滑半圓形固定軌道與光滑水平軌道在同一豎直平面內(nèi),半圓形軌道的半徑r=l. 2m,直徑MON豎直,車的上表面和軌道最低點高度相同,開始時車和物塊一起以v0=10m/s的初速度在水平軌道上向右運動,車碰到軌道后立即停止運動,取 g=10m/s2,求:
(1)物塊剛進入半圓形時速度大小:
(2)物塊剛進入半圓形時對軌道的壓力大;
(3)物塊回落至車上時距右端的距離。
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【題目】終于到學(xué)校了,物理考試即將開始,我飛奔向教室,突然前方出現(xiàn)了一個同學(xué),我只能采取急停措施,但身體前傾與同學(xué)撞到了一起,下列說法正確的是( )
A. 由于我的身體受到推力所以撞到了一起
B. 由于慣性的原因我的身體還保持原來的運動狀態(tài)所以撞到一起
C. 身體向前傾是因為腳沒有慣性,而身體有慣性
D. 當(dāng)我停下后,我的身體將不受慣性的作用
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【題目】簡諧運動的振動圖線可用下述方法畫出:如圖甲所示,在彈簧振子的小球上安裝一只繪圖筆P,讓一條紙帶在與小球振動方向垂直的方向上勻速運動,筆P在紙帶上畫出的就是小球的振動圖象.取振子水平向右的方向為振子離開平衡位置的位移正方向,紙帶運動的距離代表時間,得到的振動圖線如圖乙所示.
(1)為什么必須勻速拖動紙帶?
(2)剛開始計時時,振子處在什么位置?t=17s時振子相對平衡位置的位移是多少?
(3)若紙帶運動的速度為2 cm/s,振動圖線上1、3兩點間的距離是多少?
(4)振子在________s末負(fù)方向速度最大;在________s末正方向加速度最大;2.5 s時振子正在向________方向運動.
(5)寫出振子的振動方程.
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【題目】關(guān)于牛頓第一定律下列說法正確的是
A. 牛頓第一定律中只強調(diào)了物體在不受外力時將保持靜止?fàn)顟B(tài)
B. 牛頓第一定律中只強調(diào)了物體在不受外力時將保持勻速直線運動狀態(tài)
C. 牛頓第一定律中只強調(diào)了物體在不受外力時將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)
D. 牛頓第一定律中除了強調(diào)了物體在不受外力時將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài),還說明了物體在受外力作用時運動狀態(tài)將會改變
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