【題目】在生產(chǎn)線框的流水線上,為了檢測出個(gè)別不合格的未閉合線框,讓線框隨傳送帶通過一固定勻強(qiáng)磁場區(qū)域(磁場方向垂直于傳送帶平面向下),觀察線框進(jìn)入磁場后是否相對(duì)傳送帶滑動(dòng)就能夠檢測出未閉合的不合格線框.其物理情景簡化如下:如圖所示,通過絕緣傳送帶輸送完全相同的正方形單匝純電阻銅線框,傳送帶與水平方向夾角為α,以恒定速度v0斜向上運(yùn)動(dòng).已知磁場邊界MN、PQ與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向垂直,MN與PQ間的距離為d,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.線框質(zhì)量為m,電阻為R,邊長為L(d>2L),線框與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g.閉合線框上邊在進(jìn)入磁場前線框相對(duì)傳送帶靜止,線框剛進(jìn)入磁場的瞬間,和傳送帶發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),線框運(yùn)動(dòng)過程中上邊始終平行于MN,當(dāng)閉合線框的上邊經(jīng)過邊界PQ時(shí)又恰好與傳送帶的速度相同.設(shè)傳送帶足夠長.求
(1)閉合線框的上邊剛進(jìn)入磁場時(shí)上邊所受安培力F安的大;
(2)從閉合線框上邊剛進(jìn)入磁場到上邊剛要出磁場所用的時(shí)間t;
(3)從閉合線框上邊剛進(jìn)入磁場到下邊穿出磁場后又相對(duì)傳送帶靜止的過程中,電動(dòng)機(jī)多消耗的電能E.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)根據(jù)安培力公式得:F安=BIL…①
根據(jù)閉合電路歐姆定律得: …②
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得:E=BLv0…③
由①②③式聯(lián)立解得: …④
(2)線框剛進(jìn)入磁場至線框剛要出磁場的過程,
根據(jù)動(dòng)量定理: …⑤
根據(jù)安培力公式得: …⑥
根據(jù)閉合電路歐姆定律得: …⑦
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得: …⑧
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得: …⑨
由⑤⑥⑦⑧⑨得:…⑩
(3)線框剛進(jìn)入磁場至線框剛要出磁場的過程,
根據(jù)動(dòng)能定理得:(μmgcosα-mgsinα)d+W安1=0
根據(jù)功能關(guān)系得:Q電1=-W安1
根據(jù)功能關(guān)系得:Qf1=μmgcosα(v0t-d)
從線框上邊剛進(jìn)入磁場到穿出磁場后又相對(duì)傳送帶靜止的過程中:
根據(jù)能量守恒得:E=2mgsinαd+2Q電1+2Qf1
得:
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】愛因斯坦的相對(duì)論力學(xué)和牛頓力學(xué)的關(guān)系是
A. 前者否定了后者 B. 前者包容了后者
C. 前者補(bǔ)充了后者 D. 前者發(fā)展了后者
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】小明在研究性學(xué)習(xí)中設(shè)計(jì)了一種可測量磁感應(yīng)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn),其裝置如圖所示.在該實(shí)驗(yàn)中,磁鐵固定在水平放置的電子測力計(jì)上,此時(shí)電子測力計(jì)的讀數(shù)為G1,磁鐵兩極之間的磁場可視為水平勻強(qiáng)磁場,其余區(qū)域磁場不計(jì).直銅條AB的兩端通過導(dǎo)線與一電阻連接成閉合回路,總阻值為R.若讓銅條水平且垂直于磁場,以恒定的速率v在磁場中豎直向下運(yùn)動(dòng),這時(shí)電子測力計(jì)的讀數(shù)為G2,銅條在磁場中的長度為L.
(1)判斷銅條所受安培力的方向,G1和G2哪個(gè)大?
(2)求銅條勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受安培力的大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.
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【題目】如圖所示,A、B為平行金屬板,兩板相距為d,分別與電源兩極相連,兩板的中央各有一小孔M和N.今有一帶電質(zhì)點(diǎn),自A板上方相距為d的P點(diǎn)由靜止自由下落(P、M、N在同一豎直線上),空氣阻力忽略不計(jì),到達(dá)N孔時(shí)速度恰好為零,然后沿原路返回.若保持兩極板間的電壓不變,則( )
A. 把A板向上平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回
B. 把A板向下平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落
C. 把B板向上平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回
D. 把B板向下平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落
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【題目】做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,在運(yùn)動(dòng)的過程中一定變化的物理量是( )
A. 速率 B. 速度 C. 加速度 D. 加速度的大小
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【題目】來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零),經(jīng)一直線加速器加速形成細(xì)柱形的質(zhì)子流且電流恒定,假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的,在質(zhì)子束與質(zhì)子源相距l和4l的兩處各取一橫截面S1和S2,設(shè)從質(zhì)子源到S1、S2的過程中,某質(zhì)子受到的沖量分別為I1、I2;在S1、S2兩處各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流,其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1、n2,則( 。
A. I1:I2=1:2 B. I1:I2=1:4 C. n1:n2=2:1 D. n1:n2=4:1
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【題目】小球從臺(tái)階上以一定初速度水平拋出,恰落到第一級(jí)臺(tái)階邊緣,反彈后再次落下經(jīng) 0.3s恰落至第3級(jí)臺(tái)階邊界,已知每級(jí)臺(tái)階寬度及高度均為18cm,取g=10m/s2。且小球反彈時(shí)水平速度不變,豎直速度反向,但變?yōu)樵俣鹊?/4。
(1)求小球拋出時(shí)的高度及距第一級(jí)臺(tái)階邊緣的水平距離。
(2)問小球是否會(huì)落到第 5級(jí)臺(tái)階上?說明理由。
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【題目】2017年2月23日,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)一顆比太陽要暗且冷的星體TRAPPIST-1,它提供非常多發(fā)現(xiàn)外星生命的機(jī)會(huì),在其周圍至少有7顆類似地球大小的行星,最靠近的兩顆行星b、c圍繞TRAPPIST-1做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期是1.5天和2.4天,兩顆行星的半徑與地球半徑相同.萬有引力恒量已知.根據(jù)以上條件可以求出行星b、c
A. 運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比
B. 表面的重力加速度之比
C. 至少經(jīng)過多少天再次相遇
D. 質(zhì)量之比
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【題目】在坐標(biāo)原點(diǎn)的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,波速v=200m/s,已知t=0時(shí),波剛好傳播到x=40m處,如圖所示.在x=400m處有一接收器(圖中未畫出),則下列說法正確的是( 。
A. 波源的頻率為9Hz
B. 波源開始振動(dòng)時(shí)方向沿y軸負(fù)方向
C. 接收器在t=2s時(shí)才能接收到此波
D. 從t=0開始經(jīng)0.15s,x=40m的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為0.6m
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