【題目】如圖所示,兩足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌PQ,寬L=1m,放在傾角θ=30°的絕緣斜面上,在Q之間連有一個阻值R=1.0Ω的電阻,導(dǎo)軌的電阻不計,導(dǎo)軌平面所圍的區(qū)域存在一個磁感應(yīng)強度B=2.0T,方向垂直于斜而向上的勻強磁場。導(dǎo)軌上放置一根與導(dǎo)軌垂直質(zhì)量為m,電阻r=0.6Ω的金屬桿,用輕繩通過定滑輪將一質(zhì)量M=1.2kg的小物塊與桿的中點相連,繩與桿的連線平行于斜面,此時系統(tǒng)恰能保持靜止,F(xiàn)將質(zhì)量為的粘性橡皮泥粘在M上并由靜止釋放,經(jīng)過一段時間后系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)。求: (g)

(1)金屬桿的質(zhì)量;

(2)釋放瞬間金屬桿的加速度及穩(wěn)定后金屬桿的速度;

(3)若從釋放到系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài),滑桿移動的距離d=2m,該過程中電阻R產(chǎn)生的熱量。

【答案】(1)(2)(3)1.8J

【解析】試題分析:(1)根據(jù)平衡條件,分別對滑桿和小物塊受力分析,即可求解桿的質(zhì)量;(2)M釋放瞬間,分別對滑桿和小物塊受力分析,根據(jù)牛頓第二定律求解加速度,穩(wěn)定后,由平衡條件求解穩(wěn)定的速度;(3)根據(jù)能量守恒定律求解系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量,根據(jù)求解R產(chǎn)生的熱量.

(1)對滑桿的受力分析由平衡條件得

對小物塊M,由平衡條件得

聯(lián)立解得:

(2)M釋放瞬間:對滑桿,由牛頓你第二定律得

對小物塊,由牛頓第二定律得

聯(lián)立解得:

系統(tǒng)穩(wěn)定后,處于平衡狀態(tài);對小滑塊,由平衡條件得:

對小物塊,由平衡條件得:

解得:

得:

(3)若從釋放到系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài),設(shè)系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量為Q,由能量守恒定律得:

解得:Q=2.88J

由于金屬棒與電阻R串聯(lián),電流相等,根據(jù)焦耳定律,得到它們產(chǎn)生的熱量與電阻成正比,

所以電阻R產(chǎn)生的熱量產(chǎn)生的熱量量

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖甲是研究平拋物體的運動的實驗裝置圖。

(1)實驗前應(yīng)對實驗裝置反復(fù)調(diào)節(jié),直到斜槽末端切線________。每次讓小球從同一位置由靜止釋放,是為了每次平拋__________________。

(2)圖乙是正確實驗取得的數(shù)據(jù),其中O為拋出點,則此小球做平拋運動的初速度為________m/s。(g=9.8m/s2

(3)在另一次實驗中將白紙換成方格紙,每個格的邊長L=5cm,通過實驗,記錄了小球在運動途中的三個位置,如圖丙所示,則該小球做平拋運動的初速度為_______m/s;B點的豎直分速度為_______m/s。(g=10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】質(zhì)量為3m足夠長的木板靜止在光滑的水平面上,木板上依次排放質(zhì)量均為m的木塊1、2、3,木塊與木板間的動摩擦因數(shù)均為μ,F(xiàn)同時給木塊l、2、3水平向右的初速度v0、2v0、3v0,已知重力加速度為g。則下列說法正確的是(

A. 1木塊相對靜止前,木板是靜止的

B. 1木塊的最小速度是

C. 2木塊的最小速度是

D. 木塊3從開始運動到相對靜止時位移是

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】嫦娥工程分為三期,簡稱繞、落、回三步走。我國發(fā)射的嫦娥三號衛(wèi)星是嫦娥工程第二階段的登月探測器,該衛(wèi)星先在距月球表面高度為h的軌道上繞月球做周期為T的勻速圓周運動,再經(jīng)變軌后成功落月。已知月球的半徑為R,引力常量為G,忽略月球自轉(zhuǎn)及地球?qū)πl(wèi)星的影響。則以下說法正確的是

A. 物體在月球表面自由下落的加速度大小為

B. 嫦娥三號繞月球做勻速圓周運動時的線速度大小為

C. 月球的平均密度為

D. 在月球上發(fā)射月球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】我們知道,成都平原不只有平原,就同學(xué)們所在的11所聯(lián)盟學(xué)校所處的海拔高度差別也是很大的。因此,我們各個學(xué)校很有必要測定備自所在地的重力加速度,如果這個任務(wù)交給你,請回答以下問題:

(1)如果你準備利用單擺測當?shù)刂亓铀俣?/span>,有以下器材可供選擇,其中小球應(yīng)該選_______(填選項),擺線應(yīng)該選細棉線。

A.小鐵球 B.小塑料球 C.小鋁球

(2)在該實驗中,以下操作步驟的順序正確的是_______(填選項)。

a.測得擺長為,是擺線長度和小球的半徑之和,即

b.用秒表記錄小球完成n次全振動所用的總時間t,計算單擺周期

c.緩慢拉動小球,使細線偏離豎直方向約為位置由靜止釋放小球

d.改變細線長度,重復(fù)前面步驟,進行多次測量,計算多次g值,并取平均值

e.取一根細線,下端系住直徑為d的小球,上端固定在鐵架臺上

f.用公式計算重力加速度

A. e a b f c d B. e b a f c d C. e a c b f d D. e a c b d f

(3)數(shù)據(jù)處理也可以用圖像來處理,免去多次計算之苦。測量出多組周期T、擺長,在坐標中描出各數(shù)據(jù)點,并用平滑直線連接它們,得到如圖所示的圖線,則若已知圖線的斜率為k,則當?shù)氐闹亓铀俣葢?yīng)為 _________(填選項)。

A.k B. C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)的xoy直角坐標系中,MN與水平x軸平行,在MNx軸之間有豎直向上的勻強電場和垂直坐標平面水平向里的勻強磁場,電場強度E=2N/C,磁感應(yīng)強度B=1T,從y軸上的P點沿x軸方向以初速度v0=1m/s水平拋出一帶正電的小球,小球的質(zhì)量為m=2×10-6kg,電荷量q=1×10-5C,g10m/s2。已知P點到O點的距離為d0=0.15m,.MNx軸距離為d=0.20m.(π=3.14,=1.414,=1.732,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(1)求小球從P點運動到x軸時速度方向與x軸正方向的夾角θ;

(2)求小球從P點運動至MN邊界所用的時間;

(3)當小球從P點運動到x軸時撤去電場,求小球到達MN邊界時的速度。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(1)在探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系實驗中,說法正確的是_______

A.彈簧被拉伸時,不能超出它的彈性限度

B.用懸掛砝碼的方法給彈簧施加拉力,應(yīng)保證彈簧豎直且處于平衡狀態(tài)

C.用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量

D.用幾個不同的彈簧,分別測出幾組拉力與伸長量,會得出拉力與伸長量之比也相等

(2)某同學(xué)做探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系的實驗,他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長,用直尺測出彈簧的原長,再把彈簧豎直懸掛起來,掛上砝碼后測出彈簧伸長后的長度,把作為彈簧的伸長量,這樣操作,由于彈簧自身重力的影響,最后畫出的圖線可能是下圖所示圖象中的____________。

A.

B.

C.

D.

(3)另一名同學(xué)在做探究彈簧的形變與彈力的關(guān)系實驗時,將一輕彈簧豎直懸掛讓其自然下垂,測出其自然長度;然后在其下部施加外力,測出彈簧的總長度,改變外力的大小,測出幾組數(shù)據(jù),作出外力與彈簧總長度的關(guān)系圖線如圖所示。(實驗過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進行的)由圖可知該彈簧的自然長度為______;該彈簧的勁度系數(shù)為________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,帶有孔的小球A套在粗糙的傾斜直桿上,與正下方的小球B通過輕繩連接,處于靜止狀態(tài).給小球B施加水平力F使其緩慢上升,直到小球A剛要滑動.在此過程中(  )

A. 水平力F的大小不變

B. 桿對小球A的支持力不變

C. 輕繩對小球B的拉力先變大后變小

D. 桿對小球A的摩擦力先變小后變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置,線圈的兩端接一只小燈泡,在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場.已知線圈的匝數(shù)n=100匝,電阻r=1.0 ,所圍成矩形的面積S=0.040 m2,小燈泡的電阻R=9.0 ,磁場的磁感應(yīng)強度隨時間按如圖乙所示的規(guī)律變化,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時值的表達式為e=NBMS cos t,其中BM為磁感應(yīng)強度的最大值,T為磁場變化的周期.忽略燈絲電阻隨溫度的變化,求:

(1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值;

(2)小燈泡消耗的電功率;

(3)在磁感應(yīng)強度變化的0~ 時間內(nèi),通過小燈泡的電荷量.

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