【題目】如圖所示,粗糙斜面的傾角θ=37°,半徑r=0.5 m的圓形區(qū)域內(nèi)存在著垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場.一個匝數(shù)n=10匝的剛性正方形線框abcd,通過松弛的柔軟導(dǎo)線與一個額定功率P=1.25 W的小燈泡A相連,圓形磁場的一條直徑恰好過線框bc邊.已知線框質(zhì)量m=2 kg,總電阻R0=1.25 Ω,邊長L>2r,與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5.從t=0時起,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按B=2-t(T)的規(guī)律變化.開始時線框靜止在斜面上,在線框運動前,燈泡始終正常發(fā)光.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:
(1)小燈泡正常發(fā)光時的電阻R;
(2)線框保持不動的時間內(nèi),小燈泡產(chǎn)生的熱量Q.
【答案】(1)1.25 Ω (2)3.14 J
【解析】
(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,即可求解感應(yīng)電動勢;由功率表達(dá)式,結(jié)合閉合電路歐姆定律即可;
(2)對線框受力分析,并結(jié)合平衡條件,及焦耳定律,從而求得。
(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律有E=n
得
小燈泡正常發(fā)光,有P=I2R
由閉合電路歐姆定律有E=I(R0+R)
則有P=()2R,代入數(shù)據(jù)解得R=1.25 Ω.
(2)對線框受力分析如圖
設(shè)線框恰好要運動時,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B′,由力的平衡條件有
mgsin θ=F安+f=F安+μmgcos θ
F安=nB′I×2r
聯(lián)立解得線框剛要運動時,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B′=0.4 T
線框在斜面上可保持靜止的時間
小燈泡產(chǎn)生的熱量Q=Pt=1.25×J=3.14 J.
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【題目】如圖,空間有兩個等量正點電荷,b、c為電荷連線上兩點,b為中點,ab連線垂直于bc連線,三點電勢分別為φa、φb、φc將一檢驗負(fù)電荷q從a點移到b點,再從b點移到c點,電荷q的電勢能為E。則
A. φa>φb >φc,E先減小后增大 B. φa<φb <φc,E先減小后增大
C. φa>φb >φc,E始終減小 D. φa<φb <φc,E始終減小
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【題目】甲、乙兩質(zhì)點某時刻由同一地點沿同一方向開始做直線運動,若以該時刻作為計時起點,得到兩質(zhì)點的x-t圖象如圖所示,則下列說法正確的是
A. 0~t1時間內(nèi),乙質(zhì)點做勻加速直線運動
B. t1時刻,乙質(zhì)點從后面追上甲質(zhì)點
C. t1時刻,兩質(zhì)點相距最遠(yuǎn)
D. 0~t1時間內(nèi),兩質(zhì)點的平均速度相等
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【題目】如圖(a),物塊和木板疊放在實驗臺上,物塊用一不可伸長的細(xì)繩與固定在實驗臺上的力傳感器相連,細(xì)繩水平。t=0時,木板開始受到水平外力F的作用,在t=4s時撤去外力。細(xì)繩對物塊的拉力f隨時間t變化的關(guān)系如圖(b)所示,木板的速度v與時間t的關(guān)系如圖(c)所示。木板與實驗臺之間的摩擦可以忽略。重力加速度取g=10m/s2。由題給數(shù)據(jù)可以得出
A. 木板的質(zhì)量為1kg
B. 2s~4s內(nèi),力F的大小為0.4N
C. 0~2s內(nèi),力F的大小保持不變
D. 物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.2
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【題目】如圖所示,ab =25cm,ad =20cm,匝數(shù)為50匝的矩形線圈.線圈總電阻 r =1Ω ,外電路電阻R =9Ω,磁感應(yīng)強(qiáng)度B =0.4T,線圈繞垂直于磁感線的OO’ 軸以角速度50 rad/s勻速轉(zhuǎn)動.求:
(1)從此位置開始計時,它的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式.
(2)1min內(nèi)R上消耗的電能.
(3)線圈由如圖位置轉(zhuǎn)過30°的過程中,流過R的電量為多少?
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【題目】將一物體從地面豎直向上拋出,又落回拋出點,運動過程中空氣阻力忽略不計,下列說法正確的是( )
A. 上升過程和下落過程,時間相等、位移相同
B. 物體到達(dá)最高點時,速度和加速度均為零
C. 整個過程中,任意相等時間內(nèi)物體的速度變化量均相同
D. 豎直上拋的初速度越大(v010m/s),物體上升過程的最后1s時間內(nèi)的位移越大
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【題目】如圖所示,在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,沿水平面固定一個V字型金屬框架CAD,已知∠A=θ,導(dǎo)體棒EF在框架上從A點開始在拉力F作用下,沿垂直EF方向以速度v勻速向右平移,使導(dǎo)體棒和框架始終構(gòu)成等腰三角形回路.已知框架和導(dǎo)體棒的材料和橫截面積均相同,其單位長度的電阻均為R,框架和導(dǎo)體棒均足夠長,導(dǎo)體棒運動中始終與磁場方向垂直,且與框架接觸良好.關(guān)于回路中的電流I、拉力F和電路消耗的電功率P與水平移動的距離x變化規(guī)律的圖象中正確的是( )
A.
B.
C.
D.
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【題目】如圖所示的曲線是某個質(zhì)點在恒力作用下的一段運動軌跡。質(zhì)點從M點出發(fā)經(jīng)P點到達(dá)N點,已知弧長MP大于弧長PN,質(zhì)點由M點運動到P點與從P點運動到N點的時間相等。下列說法中正確的是 ( )
A. 質(zhì)點從M到N過程中速度大小保持不變
B. 質(zhì)點在這兩段時間內(nèi)的速度變化量大小相等,方向相同
C. 質(zhì)點在這兩段時間內(nèi)的速度變化量大小不相等,但方向相同
D. 質(zhì)點在MN間的運動不是勻變速運動
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【題目】如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌水平固定。兩導(dǎo)軌間距為L=0.5m,左端接一電動勢E=3V、內(nèi)阻r=0.1Ω的電源,在導(dǎo)軌上放置一根質(zhì)量為m=100g、長度為L=0.5m的金屬棒PQ,金屬棒電阻為R=0.5Ω,導(dǎo)軌電阻不計,整個裝置處在勻強(qiáng)磁場中。磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.4T、方向與水平面成θ=53°斜向下,此時金屬棒恰不運動。已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,sin53°=0.8,cos53°=0.6,重力加速度g取10m/s2,求金屬棒與金屬導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)。
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