【題目】如圖,兩相距L=0.5m的平行金屬導(dǎo)軌固定于水平面上,導(dǎo)軌左端與阻值R=2Ω的電阻連接,虛線內(nèi)存在垂直導(dǎo)軌平面且磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量m=0.2kg、阻值為r=1Ω的金屬桿垂直置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌接觸良好,金屬桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1,導(dǎo)軌的電阻可忽略。桿在水平向右的恒定拉力F=0.24N作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),并始終與導(dǎo)軌垂直,進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)恰好開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)。求:
(1)桿進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小v;
(2)桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)0.6m位移的過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量Q;
(3)若在桿恰好進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)撤去拉力F,分析說(shuō)明桿在撤去F后加速度、速度的變化情況。
【答案】(1) (2) (3)見(jiàn)解析
【解析】試題分析:桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流,根據(jù)平衡條件求出速度;根據(jù)Q=I2Rt即可求出熱量;撤去F后,所受FA和 f與運(yùn)動(dòng)方向相反,桿一直做減速運(yùn)動(dòng)。若桿始終在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng):速度始終減小,FA減小,合力減小,加速度減小。桿做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng),直至速度為零。若桿能離開(kāi)磁場(chǎng)繼續(xù)運(yùn)動(dòng):在磁場(chǎng)內(nèi)速度減小,加速度減;離開(kāi)磁場(chǎng)后只受f作用,合力不變,加速度不變。因此,桿先做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng),后做勻減速運(yùn)動(dòng),直至速度為零。
(1)桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv
回路中的感應(yīng)電流:
桿所受安培力
桿在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),水平方向的受力如圖所示:
則 其中f=μmg
代入數(shù)據(jù)可得:v=3m/s
(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv=0.6V
回路中電流為:
桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:
R上產(chǎn)生的熱量:Q=I2Rt=0.08J
(3)撤去F后,所受FA和 f與運(yùn)動(dòng)方向相反,桿一直做減速運(yùn)動(dòng)。若桿始終在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng):速度始終減小,FA減小,合力減小,加速度減小。桿做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng),直至速度為零。若桿能離開(kāi)磁場(chǎng)繼續(xù)運(yùn)動(dòng):在磁場(chǎng)內(nèi)速度減小,加速度減小;離開(kāi)磁場(chǎng)后只受f作用,合力不變,加速度不變。因此,桿先做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng),后做勻減速運(yùn)動(dòng),直至速度為零。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】兩個(gè)相同的薄壁型氣缸A和B,活塞的質(zhì)量都為m,橫截面積都為S,氣缸的質(zhì)量都為M,M/m=2/3,氣缸B的筒口處有卡環(huán)可以防止活塞離開(kāi)氣缸.將氣缸B的活塞跟氣缸A的氣缸筒底用細(xì)線相連后,跨過(guò)定滑輪,氣缸B放在傾角為30O光滑斜面上,氣缸A倒扣在水平地面上,氣缸A和B內(nèi)裝有相同質(zhì)量的同種氣體,體積都為V0,溫度都為27℃,如圖所示,此時(shí)氣缸A的氣缸筒恰好對(duì)地面沒(méi)有壓力.設(shè)氣缸內(nèi)氣體的質(zhì)量遠(yuǎn)小于活塞的質(zhì)量,大氣對(duì)活塞的壓力等于活塞重的1.5倍.
①若使氣缸A的活塞對(duì)地面的壓力為0,氣缸A內(nèi)氣體的溫度是多少度?
②若使氣缸B中的氣體體積變?yōu)?/span>,氣缸B內(nèi)的氣體的溫度是多少度?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,abc為光滑的軌道,其中ab是水平的,bc是豎直平面內(nèi)的半圓且與ab相切,半徑R=0.3m,質(zhì)量m=0.5kg的小球A靜止在軌道上,另一個(gè)質(zhì)量M=1.0kg的小球B,以速度=6.5m/s與小球A正碰。已知碰撞后小球A經(jīng)過(guò)半圓的最高點(diǎn)c落到水平軌道上距b點(diǎn)為L(zhǎng)= 處, ,則
(1)碰撞結(jié)束時(shí)小球A和B的速度大小;
(2)A球在c點(diǎn)對(duì)軌道的壓力;
(3)論證小球B能否沿半圓軌道到達(dá)c點(diǎn).
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在水平面內(nèi)存在一半徑為2R和半徑為R兩個(gè)同心圓,半徑為R的小圓和半徑為2R的大圓之間形成一環(huán)形區(qū)域。小圓和環(huán)形區(qū)域內(nèi)分別存在垂直于水平面、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。小圓內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。位于圓心處的粒子源S沿水平面向各個(gè)方向發(fā)射速率為的正粒子,粒子的電荷量為q、質(zhì)量為m,為了將所有粒子束縛在半徑為2R的圓形內(nèi),環(huán)形區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度大小至少為
A. B B. B C. B D. B
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,兩根平行光滑的金屬導(dǎo)軌M1N1P1-M2N2P2由四分之一圓弧部分與水平部分構(gòu)成,導(dǎo)軌末端固定兩根絕緣柱,弧形部分半徑r=0.8m、導(dǎo)軌間距L=lm,導(dǎo)軌水平部分處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小兩根完全相同的金屬棒a、b分別垂直導(dǎo)軌靜罝于圓弧頂端M1、M2處和水平導(dǎo)軌中某位置,兩金屬棒質(zhì)量均m=lkg、電阻均R=2Ω。金屬棒a由靜止釋放,沿圓弧導(dǎo)軌滑入水平部分,此后,金屬棒b向右運(yùn)動(dòng),在導(dǎo)軌末端與絕緣柱發(fā)生碰撞且無(wú)機(jī)械能損失,金屬棒b接觸絕緣柱之前兩棒己勻速運(yùn)動(dòng)且未發(fā)生碰撞。金屬棒b與絕緣柱發(fā)生碰撞后,在距絕緣柱x1=0.5m的A1A2位置與金屬棒a發(fā)生碰撞,碰后停在距絕緣柱x2=0.2m的A3A4位置,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計(jì),g取10m/s2.求:
(1)金屬棒a剛滑入水平導(dǎo)軌時(shí),受到的安培力大小;
(2)金屬棒b與絕緣柱碰撞后到與金屬棒a碰撞前的過(guò)程,整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)證明金屬棒a、b的碰撞是否是彈性碰撞。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖是一個(gè)理想變壓器的示意圖,S為單刀雙擲開(kāi)關(guān),P是滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭,R0是定值電阻,保持交變電壓U1不變,下列說(shuō)法正確的是
A. 若P的位置不變,S由a合到b處,則電壓表示數(shù)增大
B. 若P的位置不變,S由a合到b處,則電流表示數(shù)減小
C. 若S置于b處,將P向上滑動(dòng),則電流表示數(shù)增大
D. 若S置于b處,將P向上滑動(dòng),則電壓表示數(shù)增大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,兩豎直固定且正對(duì)放置的導(dǎo)熱氣缸內(nèi)被活塞各封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞a、b用剛性輕桿相連,上下兩活塞的橫截面積Sa∶Sb=1∶2,活塞處于平衡狀態(tài)時(shí),A、B中氣體的體積均為V0,溫度均為300 K,B中氣體壓強(qiáng)為0.75P0,P0為大氣壓強(qiáng)(兩活塞及桿質(zhì)量不計(jì),活塞與氣缸內(nèi)壁間摩擦不計(jì))。
(i)求A中氣體的壓強(qiáng);
(ii)現(xiàn)對(duì)B中氣體加熱,同時(shí)保持A中氣體溫度不變,活塞重新達(dá)到平衡狀態(tài)后,A中氣體的壓強(qiáng)為P0,求此時(shí)B中氣體的溫度。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲,有一質(zhì)量為m的木塊靜止在光滑水平面上,F(xiàn)對(duì)其施加一大小恒定、方向與水平面成角的外力F,同時(shí)用傳感器測(cè)出不同時(shí)木塊的加速度a,得到如乙圖a–關(guān)系圖象。已知重力加速度為g,則
A. 木塊的加速度最大時(shí),對(duì)水平面壓力最小
B. 當(dāng)時(shí),木塊的加速度為0.2g
C. 外力F=0.6mg
D. 木塊對(duì)水平面的最大壓力為1.4mg
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可測(cè)量粉末狀物體的體積。導(dǎo)熱性能良好的密閉容器,頂部連接一氣壓計(jì)可測(cè)出容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng),容器左端與一個(gè)帶有活塞的氣缸相連,右端有一個(gè)小門。把小門開(kāi)啟,將活塞置于圖中l位置,記錄此時(shí)氣壓計(jì)讀數(shù)po=1.00 atm。把小門封閉,將活塞緩慢推至圖中2位置,記錄此時(shí)氣壓計(jì)讀數(shù)p1=1.20 atm。此過(guò)程中,氣缸中氣體體積變化△V=0.5 L。然后打開(kāi)小門,將活塞恢復(fù)到l位置,放人待測(cè)粉末狀物體后封閉小門。再次將活塞緩慢推至2位置,記錄此時(shí)氣壓計(jì)讀數(shù)p2=1.25atm。整個(gè)過(guò)程中環(huán)境溫度不變,求待測(cè)粉末狀物體的體積。
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