【題目】如圖,質(zhì)量為M的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌abcd放在光滑的絕緣水平面上.一電阻不計(jì),質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ放置在導(dǎo)軌上,始終與導(dǎo)軌接觸良好,PQbc構(gòu)成矩形.棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,棒左側(cè)有兩個(gè)固定于水平面的立柱.導(dǎo)軌bc段長(zhǎng)為L,開始時(shí)PQ左側(cè)導(dǎo)軌的總電阻為R,右側(cè)導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度的電阻為R0.以ef為界,其左側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上,右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平向左,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.在t=0時(shí),一水平向左的拉力F垂直作用在導(dǎo)軌的bc邊上,使導(dǎo)軌由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為a.
(1)求回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的表達(dá)式;
(2)經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間拉力F達(dá)到最大值,拉力F的最大值為多少?
(3)某過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q,導(dǎo)軌克服摩擦力做功為W,求導(dǎo)軌動(dòng)能的增加量.
【答案】(1)(2)(3)
【解析】試題分析:(1)回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv
導(dǎo)軌做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)v=at
回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的表達(dá)式E=BLat
回路中總電阻
回路中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的表達(dá)式
(2)導(dǎo)軌受到外力F,安培力FA,摩擦力f;
由牛頓第二定律
解得
上式中,當(dāng),即時(shí)外力F取最大值
所以
(3)設(shè)此過程中導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離S由動(dòng)能定理,W合=△Ek,W合=Mas
由于摩擦力Ff="μ(mg+" FA),則摩擦力做功W=μmgS+μWA=μmgS+μQ
所以
導(dǎo)軌動(dòng)能的增加量
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,滑塊A、B的質(zhì)量均為m,A套在固定傾斜直桿上,傾斜桿與水平面成45°角,B套在固定水平的直桿上,兩桿分離不接觸,兩直桿間的距離忽略不計(jì),且桿足夠長(zhǎng),A、B通過鉸鏈用長(zhǎng)度為L的剛性輕桿(初始時(shí)輕桿與水平面成30°)連接,A、B從靜止釋放,B開始沿水平面向右運(yùn)動(dòng),不計(jì)一切摩擦,滑塊A、B均視為質(zhì)點(diǎn),在運(yùn)動(dòng)的過程中,下列說法正確的是
A. 當(dāng)A到達(dá)與B同一水平面時(shí)
B. 當(dāng)A到達(dá)與B同一水平面時(shí),B的速度為
C. B滑塊到達(dá)最右端時(shí),A的速度為
D. B滑塊最大動(dòng)能為
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】用圖1所示裝置探究功與速度變化的關(guān)系,進(jìn)行的主要操作步驟如下:
a.不掛橡皮筋,調(diào)整木板的傾斜程度,使小車拖動(dòng)紙帶勻速運(yùn)動(dòng);
b.將小車?yán)量拷?jì)時(shí)器處,接通計(jì)時(shí)器電源,放開小車;
c.加掛一條、兩條相同的橡皮筋,重復(fù)b步驟。
(1)某次實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖2所示,D之前各點(diǎn)間的距離不相等,E之后各點(diǎn)間的距離都相等。若使誤差最小,下列計(jì)算小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度的表達(dá)式最好的是(T為打點(diǎn)周期)______(填選項(xiàng)前的字母)
A. B. C. D.
(2)若掛一條橡皮筋時(shí)E點(diǎn)之后各點(diǎn)之間的距離為x1,掛兩條時(shí)E點(diǎn)之后各點(diǎn)之間的距離為x2,則x1:x2 =_______。
(3)若測(cè)得A、B、C、D四點(diǎn)之間的距離分別為xAB、xBC、xCD,則_____(填選項(xiàng)前的字母序號(hào))。
A. xBC–xAB =xCD–xBC B. xBC–xAB<xCD–xBC C. xBC–xAB>xCD–xBC
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,導(dǎo)熱性能極好的氣缸,高為L=l.0m,開口向上固定在水平面上,氣缸中有橫截面積為S=100cm2、質(zhì)量為m=20kg的光滑活塞,活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi).當(dāng)外界溫度為t=27℃、大氣壓為P0=l.0×l05Pa時(shí),氣柱高度為l=0.80m,氣缸和活塞的厚度均可忽略不計(jì),取g=10m/s2,求:
①如果氣體溫度保持不變,將活塞緩慢拉至氣缸頂端.在頂端處,豎直拉力F有多大?
②如果僅因?yàn)榄h(huán)境溫度緩慢升高導(dǎo)致活塞上升,當(dāng)活塞上升到氣缸頂端時(shí),環(huán)境溫度為多少攝氏度?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某實(shí)驗(yàn)小組在研究單擺時(shí)改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方案,將一力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上。圖甲中O點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn),現(xiàn)將小擺球(可視為質(zhì)點(diǎn))拉至A點(diǎn),此時(shí)細(xì)線處于張緊狀態(tài),釋放擺球,則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、B、C之間來回?cái)[動(dòng),其中B點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中的最低位置,∠AOB=∠COB=,小于10°且是未知量。同時(shí)由計(jì)算機(jī)得到了擺線對(duì)擺球的拉力大小F隨時(shí)間t變化的曲線圖乙(均為已知量),且圖中t=0時(shí)刻為擺球從A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻(重力加速度為g)。根據(jù)題中(包括圖中)所給的信息,下列說法正確的是(______)
A.根據(jù)題中(包括圖中)所給的信息可求出該單擺的周期為t2
B.根據(jù)題中(包括圖中)所給的信息可求出擺球的質(zhì)量
C.根據(jù)題中(包括圖中)所給的信息不能求出擺球在最低點(diǎn)B時(shí)的速度
D.若實(shí)驗(yàn)時(shí),擺球做了圓錐擺,則測(cè)得的周期變長(zhǎng)
E.若增加擺球的質(zhì)量,擺球的周期不變
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,豎直墻上固定有光滑的小滑輪D,質(zhì)量相等的物體A和B用輕彈簧連接,物體B放在地面上,用一根不可伸長(zhǎng)的輕繩一端與物體A連接,另一端跨過定滑輪與小環(huán)C連接,小環(huán)C穿過豎直固定的光滑均勻細(xì)桿,小環(huán)C位于位置R時(shí),繩與細(xì)桿的夾角為θ,此時(shí)物體B與地面剛好無壓力,圖中,SD水平,位置R和Q關(guān)于S對(duì)稱,現(xiàn)讓小環(huán)從R處由靜止釋放,環(huán)下落過程中繩始終處于拉直狀態(tài),且環(huán)到達(dá)Q時(shí)速度最大。下列關(guān)于小環(huán)C下落過程中的描述正確的是( )
A. 小環(huán)C、物體A和輕彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B. 小環(huán)C下落到位置S時(shí),小環(huán)C的機(jī)械能一定最大
C. 小環(huán)C從位置R運(yùn)動(dòng)到位置Q的過程中,彈簧的彈性勢(shì)能一定先減小后增大
D. 小環(huán)C到達(dá)Q點(diǎn)時(shí),物體A與小環(huán)C的動(dòng)能之比為
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一臺(tái)理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是11∶1,原線圈接入電壓有效值為220 V的正弦交流電,一個(gè)滑動(dòng)變阻器接在副線圈上,如圖所示.電壓表和電流表均為理想電表,則下列說法正確的是:
A. 原、副線圈中的電流之比為11∶1
B. 電壓表的示數(shù)為20 V
C. 若滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為20 Ω,則電流表的示數(shù)為1 A
D. 若將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng),則電壓表示數(shù)不變,電流表的示數(shù)減小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,水平固定的平行光滑金屬導(dǎo)軌(電阻不計(jì)),間距為Z,置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌左側(cè)接有一阻值為R的電阻。一根與導(dǎo)軌接觸良好的金屬導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置,導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m、阻值為r。導(dǎo)體棒在平行于軌道平面且與導(dǎo)體棒垂直的恒力F的作用下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)位移為x時(shí),導(dǎo)體棒的速度為v,求:
(1)此過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量;
(2)F作用的時(shí)間。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】上端開囗的“U”形管由內(nèi)徑相同的細(xì)玻璃管做成,其內(nèi)徑寬度可忽略不計(jì)。其中水平部分的C管中有一理想氣體,兩側(cè)被水銀封閉。當(dāng)溫度為300K時(shí),氣柱長(zhǎng)為l=50cm,兩側(cè)水平部分的水銀長(zhǎng)度分別為a=5.0cm,b=8.0cm,A、B部分豎直且都足夠長(zhǎng),其中的水銀柱高均為h=14cm,如圖所示。不考慮溫度變化時(shí)管和水銀的膨脹,緩慢加熱氣柱使其溫度升高,已知大氣壓強(qiáng)為76cmHg。試求:
(1)氣柱溫度上升到多高時(shí)氣柱的壓強(qiáng)恰好不再變化;
(2)氣柱溫度緩慢上升到475K時(shí)氣柱的長(zhǎng)度。
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