【題目】如圖所示,水平面內(nèi)有一平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌光滑且電阻不計。勻強磁場與導(dǎo)軌平面垂直。阻值為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌靜止放置,且與導(dǎo)軌接觸。t=0時,將開關(guān)S由1擲到2。用q、i、v和a分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和加速度。請定性畫出以上各物理量隨時間變化的圖象(q-t、i-t、v-t、a-t圖象)。
【答案】圖見解析.
【解析】
開關(guān)S由1擲到2,電容器放電后會在電路中產(chǎn)生電流。導(dǎo)體棒通有電流后會受到安培力的作用,會產(chǎn)生加速度而加速運動。導(dǎo)體棒切割磁感線,速度增大,感應(yīng)電動勢E=Blv,即增大,則實際電流減小,安培力F=BIL,即減小,加速度a=F/m,即減小。因?qū)к壒饣,所以在有電流通過棒的過程中,棒是一直加速運動(變加速)。由于通過棒的電流是按指數(shù)遞減的,那么棒受到的安培力也是按指數(shù)遞減的,由牛頓第二定律知,它的加速度是按指數(shù)遞減的,故a-t圖像如圖:
由于電容器放電產(chǎn)生電流使得導(dǎo)體棒受安培力運動,而導(dǎo)體棒運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢會給電容器充電。當(dāng)充電和放電達到一種平衡時,導(dǎo)體棒做勻速運動。則v-t圖像如圖:
;
當(dāng)棒勻速運動后,棒因切割磁感線有電動勢,所以電容器兩端的電壓能穩(wěn)定在某個不為0的數(shù)值,即電容器的電量應(yīng)穩(wěn)定在某個不為0的數(shù)值(不會減少到0),故q-t圖像如圖:
這時電容器的電壓等于棒的電動勢數(shù)值,棒中無電流。I-t圖像如圖:
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【題目】質(zhì)量為2t的汽車在平直公路上從靜止開始先做勻加速運動,5s末達額定功率后保持功率不變,其v~t如圖所示。求:
(1)汽車的額定功率和汽車受到的阻力;
(2)速度為10m/s時的加速度;
(3)變加速運動的總路程。
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【題目】如圖,質(zhì)量為m=1kg的小滑塊(視為質(zhì)點)在半徑為R=0.4m的1/4圓弧A端由靜止開始釋放,它運動到B點時速度為v=2m/s.當(dāng)滑塊經(jīng)過B后立即將圓弧軌道撤去.滑塊在光滑水平面上運動一段距離后,通過換向軌道由C點過渡到傾角為θ=37°、長s=1m的斜面CD上,CD之間鋪了一層勻質(zhì)特殊材料,其與滑塊間的動摩擦系數(shù)可在0≤μ≤1.5之間調(diào)節(jié).斜面底部D點與光滑地面平滑相連,地面上一根輕彈簧一端固定在O點,自然狀態(tài)下另一端恰好在D點.認(rèn)為滑塊通過C和D前后速度大小不變,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不計空氣阻力.
(1)求滑塊對B點的壓力大小以及在AB上克服阻力所做的功;
(2)若設(shè)置μ=0,求質(zhì)點從C運動到D的時間;
(3)若最終滑塊停在D點,求μ的取值范圍.
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【題目】有一個垂直于紙面的勻強磁場,它的邊界MN左側(cè)為無場區(qū),右側(cè)是勻強磁場區(qū)域,如圖(甲)所示,現(xiàn)讓一個金屬線框在紙平面內(nèi)以垂直于MN的恒定速度從MN左側(cè)進入勻強磁場區(qū)域,線框中的電流隨時間變化的i-t圖象如圖(乙)所示,則進入磁場區(qū)域的金屬線框可能是下圖的( )
A.
B.
C.
D.
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【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守恒定律,實驗裝置如圖甲所示.在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B,滑塊P上固定一遮光條,若光線被遮光條遮擋,光電傳感器會輸出高電壓,兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計算機相連.滑塊在細線的牽引下向左加速運動,遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時,通過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖象.
(1)實驗前,接通氣源,將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上,輕推滑塊,當(dāng)圖乙中的△t1 _______△t2(選填“>”、“=”或“<”)時,說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平.
(2)用螺旋測微器測遮光條寬度d,測量結(jié)果如圖丙所示,則d=____mm.
(3)滑塊P用細線跨過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連,將滑塊P由圖14甲所示位置釋放,通過計算機得到的圖象如圖14乙所示,若△t1、△t2和d已知,要驗證滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機械能是否守恒,還應(yīng)測出__和__(寫出物理量的名稱及符號).
(4)若上述物理量間滿足關(guān)系式_____,則表明在上述過程中,滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機械能守恒.
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【題目】如圖,三棱鏡的橫截面為直角三角形 ABC, ∠A=30°, ∠B=60°, BC 邊長度為 L,一束垂直于 AB 邊的光線自 AB 邊的 P 點射入三棱鏡, AP 長度 d<L,光線在 AC 邊同時發(fā)生反射和折射,反射光線和折射光線恰好相互垂直,已知光在真空中的速度為 c。求:
(1)三棱鏡的折射率;
(2)光從 P 點射入到第二次射出三棱鏡經(jīng)過的時間。
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【題目】如圖所示是研究光電管產(chǎn)生的電流的電路圖,A、K是光電管的兩個電極,已知該光電管陰極的極限頻率為ν0,元電荷為e,普朗克常量為h.現(xiàn)將頻率為ν(大于ν0)的光照射在陰極上,則下列方法一定能夠增加飽和光電流的是
A. 照射光強度不變,增加光的頻率
B. 照射光頻率不變,增加照射光強度
C. 增加A、K電極間的電壓
D. 減小A、K電極間的電壓
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【題目】如圖所示,A、B兩球質(zhì)量相等,A球用不能伸長的輕繩系于O點,B球用輕彈簧系于O′點,O與O′點在同一水平面上,分別將A、B球拉到與懸點等高處,使繩和輕彈簧均處于水平,彈簧處于自然狀態(tài),將兩球分別由靜止開始釋放,當(dāng)兩球達到各自懸點的正下方時兩球恰好仍處在同一水平面上,則( )
A. 兩球到達各自懸點的正下方時,兩球動能相等
B. 兩球到達各自懸點的正下方時,A球動能較大
C. 兩球到達各自懸點的正下方時,B球動能較大
D. 兩球到達各自懸點的正下方時,A球損失的重力勢能較多
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【題目】在下列敘述中,不正確的是 ( )
A. 光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性
B. 重核裂變和輕核聚變都會產(chǎn)生質(zhì)量虧損
C. 根據(jù)玻爾理論,氫原子從高能態(tài)躍遷到低能態(tài)時,原子向外釋放光子,原子電勢能和核外電子的動能均勻減小
D. 電子和其他微觀粒子,都具有波粒二象性
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