【題目】如圖所示,兩光滑導(dǎo)軌都由水平、傾斜兩部分圓滑對(duì)接而成,相互平行放置,兩導(dǎo)軌相距L=lm ,傾斜導(dǎo)軌與水平面成θ=30°角,傾斜導(dǎo)軌的下面部分處在一垂直斜面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)I中,I區(qū)中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示,圖中t1、t2未知。水平導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),其左端接有理想的靈敏電流計(jì)G和定值電阻R=3Ω,水平導(dǎo)軌處在一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)中,區(qū)中的磁場(chǎng)恒定不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2=1T ,在t=0時(shí)刻,從斜軌上磁場(chǎng)I 區(qū)外某處垂直于導(dǎo)軌水平釋放一金屬棒ab,棒的質(zhì)量m=01kg ,電阻r=2Ω,棒下滑時(shí)與導(dǎo)軌保持良好接觸,棒由斜軌滑向水平軌時(shí)無機(jī)械能損失,導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。若棒在斜面上向下滑動(dòng)的整個(gè)過程中,靈敏電流計(jì)G的示數(shù)大小保持不變,t2時(shí)刻進(jìn)入水平軌道,立刻對(duì)棒施一平行于框架平面沿水平方向且與桿垂直的外力。g取10m/s2求:

1磁場(chǎng)區(qū)I在沿斜軌方向上的寬度d;

2棒從開始運(yùn)動(dòng)到剛好進(jìn)入水平軌道這段時(shí)間內(nèi)ab棒上產(chǎn)生的熱量;

3若棒在t2時(shí)刻進(jìn)入水平導(dǎo)軌后,電流計(jì)G的電流大小I隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖所示I0未知,已知t2到t3的時(shí)間為05s,t3到t4的時(shí)間為1s,請(qǐng)?jiān)趫D中作出t2到t4時(shí)間內(nèi)外力大小F隨時(shí)間t變化的函數(shù)圖像。

【答案】1d=0625m20375J3如圖所示

【解析】

試題分析:1電流表的示數(shù)不變,說明在整個(gè)下滑過程中回路的的電動(dòng)勢(shì)是不變的,說明在B變化時(shí)和不變時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小一樣,所以可以判斷在t1時(shí)刻棒剛好進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域且做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

,,代入數(shù)值得

沒進(jìn)入磁場(chǎng)以前做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度是,,下滑的距離是,再?zèng)]進(jìn)入磁場(chǎng)以前,由于B均勻變化,所以,又,41d=1125,d=0625m

2ab棒進(jìn)入磁場(chǎng)以前,棒上產(chǎn)生的熱量為

取ab棒在斜軌磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)為研究過程,

此時(shí),棒上產(chǎn)生的熱量是

則棒上產(chǎn)生的總熱量是

或:

3因?yàn)镋=BLv,所以剛進(jìn)水平軌道時(shí)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)是E=25V,I0==05A

取t2時(shí)刻為零時(shí)刻,則根據(jù)圖線可以寫出I-t的方程式:,,

,所以有牛頓第二定律可得:,

畫在坐標(biāo)系里。

由丙圖可以同理得出棒運(yùn)動(dòng)的加速度大小是,依據(jù)牛頓定律得

時(shí)刻為零時(shí)刻,可以寫出時(shí)刻后的I與時(shí)間的關(guān)系式,

代入上面的式子可以得到畫在坐標(biāo)系里。圖中圖線作為參考

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1用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的金屬絲的有效長(zhǎng)度L。再用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑D,某次測(cè)量結(jié)果如圖所示,則這次測(cè)量的讀數(shù)D= mm。

2先用歐姆表×1檔粗側(cè),如右圖,再使用電流表和電壓表準(zhǔn)確測(cè)量金屬絲的阻值。為了安全、準(zhǔn)確、方便地完成實(shí)驗(yàn),除電源電動(dòng)勢(shì)為4V,內(nèi)阻很小、待測(cè)電阻絲、導(dǎo)線、開關(guān)外,電壓表應(yīng)選用 ,電流表應(yīng)選用 ,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 選填器材前的字母。

3若采用圖所示的電路測(cè)量金屬絲的電阻,電壓表的左端應(yīng)與電路中的_______點(diǎn)相連選填“a”或“b”。若某次測(cè)量中,電壓表和電流表讀數(shù)分別為U和I,請(qǐng)用上述直接測(cè)量的物理量D、L、U、I寫出電阻率ρ的計(jì)算式:ρ= 。

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【題目】如圖所示是某游樂場(chǎng)過山車的娛樂裝置原理圖,弧形軌道末端與一個(gè)半徑為R的光滑圓軌道平滑連接,兩輛質(zhì)量均為m的相同小車(大小可忽略),中間夾住一輕彈簧后連接一起,兩車從光滑弧形軌道上的某一高度由靜止滑下,當(dāng)兩車剛滑入圓環(huán)最低點(diǎn)時(shí)連接兩車的掛鉤突然斷開,彈簧將兩車彈開,其中后車剛好停在圓環(huán)最低點(diǎn)處,前車沿圓環(huán)軌道運(yùn)動(dòng)恰能越過圓弧軌道最高點(diǎn).求:

(1)前車被彈出時(shí)的速度.

(2)把前車彈出過程中彈簧釋放的彈性勢(shì)能.

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A. 電阻R1消耗的熱功率為Fv

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