1.如圖所示,水平面內(nèi)有一光滑金屬導(dǎo)軌AOB,其頂點(diǎn)O處電阻阻值R=1.5Ω,其余部分電阻不計(jì),AO與BO的夾角為45°,將質(zhì)量m=2kg,電阻不計(jì)的足夠長直導(dǎo)體棒擱在導(dǎo)軌MN處,并與BO垂直,已知MN=2m,空間存在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T,在外力作用下,棒由MN處以一定的初速度向右做直線運(yùn)動,運(yùn)動時(shí)回路中的電流強(qiáng)度始終與初始時(shí)的電流強(qiáng)度相等.
(1)若初速度v1=1.5m/s,求棒向右移動距離2m所需的時(shí)間△t;
(2)在棒向右移動2m過程中,外力做功W=1J,求初速度v2

分析 (1)由法拉第電磁感應(yīng)定律與閉合電路歐姆定律,列出電流的表達(dá)式,從而求得電流的大小,再結(jié)合電量表達(dá)式q=It,可知,電量的綜合式q=$\frac{△∅}{R}$,進(jìn)而即可求解;
(2)根據(jù)焦耳定律,結(jié)合第(1)問題求時(shí)間的方法,并由動能定理,即可求解.

解答 解:(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律與閉合電路歐姆定律,則有:I=$\frac{BL{v}_{1}}{R}$=$\frac{0.5×2×1.5}{1.5}$=1A;
而電量表達(dá)式q=I△t=$\frac{△∅}{R}$,且△∅=B△S,
因此△t=$\frac{△∅}{IR}=\frac{B△S}{IR}$=$\frac{0.5×\frac{(2+4)×2}{2}}{1×1.5}$=2s;
(2)設(shè)棒初速度為v2,由焦耳定律Q=I2Rt=I2R$\frac{△∅}{IR}$=$\frac{BL{v}_{2}}{R}B•△S$;
根據(jù)動能定理,則有:$\frac{1}{2}m{v′}_{2}^{2}-\frac{1}{2}m{v}_{2}^{2}=W-Q$;
且$\frac{BL{v}_{2}}{R}=\frac{BL{v}_{2}^{′}}{R}$;
綜合上式,可解得:v2=2m/s,或v2=$\frac{2}{3}$m/s,
答:(1)若初速度v1=1.5m/s,棒向右移動距離2m所需的時(shí)間2s;
(2)在棒向右移動2m過程中,外力做功W=1J,則初速度2m/s,或$\frac{2}{3}$m/s.

點(diǎn)評 考查法拉第電磁感應(yīng)定律與閉合電路歐姆定律的綜合應(yīng)用,掌握電量的綜合表達(dá)式的內(nèi)容,理解動能定理的運(yùn)用,及焦耳定律的公式,注意安培力做功產(chǎn)生熱量.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

11.重力做功的計(jì)算WG=mgh向上運(yùn)動做負(fù)功,向下運(yùn)動做正功.

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12.某同學(xué)和你一起探究彈簧的彈力和彈簧伸長量的關(guān)系,并測彈簧的勁度系數(shù)k.做法是先將待測彈簧的上端固定在鐵架臺上,然后將最小刻度為1mm的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè),并使彈簧下端的指針恰好落在刻度尺上,如圖所示.當(dāng)彈簧自然下垂時(shí),指針指示的刻度數(shù)值記作L0;彈簧下端分別掛1個(gè)、2個(gè)、…7個(gè)50g的鉤碼時(shí),指針指示的刻度數(shù)值記作L1、L2、…L7
測量記錄表:
代表符號L0L1L2L3L4L5L6L7
刻度數(shù)值/cm1.703.405.128.5210.2111.9213.60
(1)實(shí)驗(yàn)中,L3值還沒有測定,請你根據(jù)上圖將這個(gè)測量值填入記錄表中.
(2)彈簧的勁度系數(shù)k=29.4N/m(g取10m/s2,計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字).
(3)以下是一位同學(xué)做“探究形變與彈力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn).下列實(shí)驗(yàn)步驟是這位同學(xué)準(zhǔn)備完成的,請你幫這位同學(xué)按操作的先后順序,用字母排列出來是:CBDAE.
A.以彈簧伸長量為橫坐標(biāo),以彈力為縱坐標(biāo),描出各組數(shù)據(jù)(x,F(xiàn))對應(yīng)的點(diǎn),并用平滑的曲線連接起來.
B.記下彈簧不掛鉤碼時(shí),其下端在刻度尺上的刻度L0
C.將鐵架臺固定于桌子上,并將彈簧的一端系于橫梁上,在彈簧附近豎直固定一刻度尺
D.依次在彈簧下端掛上1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)…鉤碼,并分別記下鉤碼靜止時(shí),彈簧下端所對應(yīng)的刻度并記錄在表格內(nèi),然后取下鉤碼
E.以彈簧伸長量為自變量,寫出彈力與彈簧伸長量的關(guān)系式.

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9.質(zhì)量為m=2kg的物體,靜止放在水平面上,它們之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,現(xiàn)對物體施F=20N的作用力,方向與水平成θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8,tan37°=0.75)角斜向上,如圖所示.(g=10m/s2。┣螅
(1)畫出有力F作用時(shí)物體的受力圖;
(2)有力F作用時(shí)物體運(yùn)動的加速度多大;
(3)物體在力F作用下經(jīng)5s通過的位移是多大?
(4)如果力F作用經(jīng)5s而撤去,則物體在撤去F后還能滑行多遠(yuǎn).

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16.半徑為R的自行車輪在平地上滾動,輪心速度為vC,在輪緣A處有一質(zhì)點(diǎn)M,在如圖所示的位置處(A、C連線和水平線平行)M點(diǎn)脫離A點(diǎn)飛出,則M點(diǎn)飛越的水平距離L為多少?

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6.空間內(nèi)存在一個(gè)豎直向下的勻強(qiáng)磁場,一個(gè)線框abcd放在其中,然后以ab為軸進(jìn)行勻速旋轉(zhuǎn),問:線框中電流大小和方向的變化情況?請仔細(xì)說明一下原因.

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2.如圖所示,豎直放置的半圓形光滑絕緣軌道半徑為R,圓心為O,下端與絕緣水平軌道在B點(diǎn)相切.一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),置于水平軌道上的A點(diǎn).已知A、B兩點(diǎn)間的距離為L,物塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g.
(1)若物塊能到達(dá)的最高點(diǎn)是半圓形軌道上與圓心O等高的C點(diǎn),則物塊在A點(diǎn)水平向左運(yùn)動的初速度應(yīng)為多大?
(2)若整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)電場中,物塊在A點(diǎn)水平向左運(yùn)動的初速度vA=$\sqrt{2μgL}$,沿軌道恰好能運(yùn)動到最高點(diǎn)D.則勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為多大?
(3)若整個(gè)裝置處于水平向左的勻強(qiáng)電場中,電場強(qiáng)度的大小E=$\frac{5μmg}{3q}$.現(xiàn)將物塊從A點(diǎn)由靜止釋放,以后的運(yùn)動過程中物塊A始終不脫離軌道,求物塊第2n(n=1,2,3…)次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大。

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19.在設(shè)計(jì)如圖甲所示“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)原理時(shí)有兩個(gè)很“巧妙”的地方,一是要求小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量之和;二是對小車要進(jìn)行“平衡摩擦力”操作.請回答下列問題:

(1)“巧妙”之一,實(shí)驗(yàn)中要求“小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶質(zhì)量之和的目的”是:繩中的拉力(近似)等于砂和砂桶重力之和;
(2)在滿足實(shí)驗(yàn)條件的情況下,某同學(xué)得到了如圖乙的圖線(其中M為小車的質(zhì)量),由此得到的結(jié)論是在合外力一定時(shí),加速度與質(zhì)量成反比.
(3)“巧妙”之二,實(shí)驗(yàn)中對小車進(jìn)行“平衡摩擦力”操作,下列選項(xiàng)中必須執(zhí)行的是(填序號)AD
A.取下砂和砂桶
B.在空砂桶的牽引下,輕推一下小車,小車能做勻速直線運(yùn)動
C.小車拖著穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶做勻速運(yùn)動時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源應(yīng)斷開不需接通
D.在沒有定滑輪的一端把長木板墊起適當(dāng)角度
(4)某次實(shí)驗(yàn)(所用交流電的頻率為50Hz)打出的紙帶經(jīng)過處理如圖丙所示,每兩個(gè)相鄰的測量點(diǎn)之間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有顯示,則小車運(yùn)動的加速度為0.50m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.若海浪可以看成是一列橫波,已知相鄰兩個(gè)波峰的距離是12米,波速是6米/秒,則在海中停泊的一艘漁船隨海浪振動的周期是( 。
A.2秒B.0.5秒C.1秒D.無法判斷

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同步練習(xí)冊答案