(09年長郡中學(xué)月考)(14分)如圖所示,傾角為θ=37o、電阻不計(jì)的、間距L=0.3m且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌處在磁感強(qiáng)度B=1T、方向垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場中.導(dǎo)軌兩端各接一個(gè)阻值R0=2Ω的電阻.在平行導(dǎo)軌間跨接一金屬棒,金屬棒質(zhì)量m=1kg電阻r=2Ω,其與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.金屬棒以平行于導(dǎo)軌向上的初速度υ0=10m/s上滑直至上升到最高點(diǎn)的過程中,通過上端電阻的電量Δq=0.1C(sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2).
(1)金屬棒的最大加速度;
(2)上端電阻R0中產(chǎn)生的熱量。
解析:(1) 金屬棒在上升的過程,切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為,
回路的總電阻(1分),
回路中的感應(yīng)電流
金屬棒受到平行于導(dǎo)軌向下的安培力(2分)
金屬棒還受到平行于導(dǎo)軌向下的力有mgsinθ、滑動(dòng)摩擦力
由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知(2分)
金屬棒上升過程中的最大加速度對應(yīng)的是金屬棒的最大速度,金屬棒上升過程做減速運(yùn)動(dòng),所以金屬棒上升過程中的最大加速度就是速度為υ0的瞬間
代入數(shù)據(jù)后得最大加速度amax=10.3m/s2(2分)
(2)金屬棒上升到最高點(diǎn)的過程中,通過上端電阻的電量Δq=0.1C,即金屬棒中通過的電量為2Δq,設(shè)金屬棒中的平均電流為 通過金屬棒的電量
(2分)
金屬棒沿導(dǎo)軌上升的最大距離 代入數(shù)據(jù)后得(1分)
上端電阻與下端電阻相等,并聯(lián)后電阻為1Ω,再與金屬棒的電阻r=2Ω串聯(lián),外電路是產(chǎn)生的焦耳熱為全電路焦耳熱的,上端電阻的焦耳熱Q又為外電路焦耳熱的,全電路產(chǎn)生的焦耳熱為6Q.由能量守恒可知
(2分)
代入數(shù)據(jù)后得Q=5J(2分)
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科目:高中物理 來源: 題型:
(09年長郡中學(xué)月考)(12分)如圖所示,靜止在光滑水平面上的小車質(zhì)量為M=20kg. 從水槍中噴的水柱,橫截面積為S=10cm2,速度為v=10m/s,水的密度為ρ=1.0×103kg/m3. 若用水槍噴出的水從車后沿水平方向沖擊小車的前壁,且沖擊到小車前壁的水全部沿前壁淌入小車中.
(1) 求當(dāng)有質(zhì)量為m=5kg的水進(jìn)入小車時(shí),小車的速度大;
(2) 若將小車固定在水平面上,且水沖擊到小車前壁后速度立即變?yōu)榱悖笏畬π≤嚨臎_擊力大小。
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科目:高中物理 來源: 題型:
(09年長郡中學(xué)月考)(12分)質(zhì)量為m、電荷量為e的電子初速度為零,經(jīng)電壓為U的加速電場加速后垂直磁場邊界bc進(jìn)入垂直紙面的勻強(qiáng)磁場中,其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,已知bf = bg = L ,不計(jì)重力. 試求:
(1)電子經(jīng)加速電場加速后,開始進(jìn)入磁場時(shí)的速度大;
(2)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,并說明其方向;
(3)電子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.
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科目:高中物理 來源: 題型:
(09年長郡中學(xué)月考)(12分)如圖甲所示,一質(zhì)量為m = 1kg的物塊靜止在粗糙水平面上的A點(diǎn),從t = 0時(shí)刻開始,物體在受按如圖乙所示規(guī)律變化的水平力F作用下向右運(yùn)動(dòng),第3s末物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度剛好為0,第5s末物塊剛好回到A點(diǎn),已知物塊與粗糙水平間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ= 0.2,求:(g取10m/s2)
(1)AB間的距離;
(2)水平力F在5s時(shí)間內(nèi)對物塊所做功.
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科目:高中物理 來源: 題型:
(09年長郡中學(xué)月考)(15分)如圖所示,一質(zhì)量為0.4kg、足夠長且粗細(xì)均勻的絕緣細(xì)管置于水平地面上,細(xì)管內(nèi)表面粗糙,外表面光滑;有一質(zhì)量為0.1kg、電荷量為0.1C的帶正電小球沿管以水平向右的速度進(jìn)入管內(nèi),細(xì)管內(nèi)徑略大于小球直徑,運(yùn)動(dòng)過程中小球電荷量保持不變,空間中存在垂直絕緣細(xì)管水平向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.0T.(取水平向右為正方向,g=10m/s2)
(1)帶電小球以20m/s的初速度進(jìn)入管內(nèi),則系統(tǒng)最終產(chǎn)生的內(nèi)能為多少?
(2)小球以不同的初速度v0進(jìn)入管中,在細(xì)管未離開地面的情況下,求小球最終穩(wěn)定時(shí)的速度vt與初速度v0的函數(shù)關(guān)系,并以初速度v0為橫坐標(biāo),最終穩(wěn)定的速度vt為橫坐標(biāo),在乙圖中畫出小球初速度和最終穩(wěn)定的速度的關(guān)系圖象。
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