【題目】如圖所示,兩彼此平行的金屬導(dǎo)軌MN、PQ水平放置,左端與一光滑絕緣的曲面相切,右端接一水平放置的光滑“>”形金屬框架NDQ,∠NDQ=1200,ND與DQ的長度均為L,MP右側(cè)空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。導(dǎo)軌MN、PQ電阻不計(jì),金屬棒與金屬框架NDQ單位長度的電阻值為r,金屬棒質(zhì)量為m,長度與MN、PQ之間的間距相同,與導(dǎo)軌MN、PQ的動(dòng)摩擦因數(shù)為,F(xiàn)讓金屬棒從曲面上離水平面高h的位置由靜止釋放,金屬棒恰好能運(yùn)動(dòng)到NQ邊界處。
(1)剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)回路的電流強(qiáng)度i0;
(2)棒從MP運(yùn)動(dòng)到NQ所用的時(shí)間為t,求導(dǎo)軌MN、PQ的長度s;
(3)棒到達(dá)NQ后,施加一外力使棒以恒定的加速度a繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng),求此后回路中電功率的最大值pmax。
【答案】;;
【解析】
解:(1)金屬棒從光滑絕緣曲面向下運(yùn)動(dòng),機(jī)械能守恒,設(shè)剛進(jìn)入MP邊界時(shí),速度大小為,則:
解得:
剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):
導(dǎo)軌寬度:
回路電阻:
聯(lián)立可得:
(2)設(shè)長度為S,從MP到NQ過程中的任一時(shí)刻,速度為,在此后無窮小的時(shí)間內(nèi),根據(jù)動(dòng)量定理:
得:
(3)金屬棒勻加速運(yùn)動(dòng),
切割磁感線的有效長度為:
產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):
回路的瞬時(shí)電阻:
功率:
金屬棒運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn),所需的時(shí)間設(shè)為,則有:
解得:
當(dāng)時(shí),
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】我國科技已經(jīng)開啟“人工智能”時(shí)代,“人工智能”己經(jīng)走進(jìn)千家萬戶。某天,小陳叫了外賣,外賣小哥把貨物送到他家陽臺(tái)正下方的平地上,小陳操控小型無人機(jī)帶動(dòng)貨物,由靜止開始豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后,貨物又勻速上升53s,最后再勻減速1s恰好到達(dá)他家陽臺(tái)且速度為零。貨物上升過程中,遙控器上顯示無人機(jī)在上升過程的最大速度為1m/s,高度為56m。貨物質(zhì)量為2kg,受到的阻力恒為其重力的0.02倍,重力加速度大小g=10m/s2。求
(1)無人機(jī)勻加速上升的高度;
(2)上升過程中,無人機(jī)對(duì)貨物的最大作用力。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,生產(chǎn)車間有兩個(gè)相互垂直且等高的水平傳送帶甲和乙,甲的速率為 v0,乙的速率為2 v0,兩者方向互相垂直。小工件(看作質(zhì)點(diǎn))離開甲前與甲的速度相同,并平穩(wěn)地傳到乙上,工件與甲、乙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,乙的寬度足夠大。工件與乙有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過程中,下列說法正確的是
A. 摩擦力的大小逐漸減小
B. 摩擦力的大小逐漸增加
C. 摩擦力的方向是變化的
D. 摩擦力的方向始終不變
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的一種發(fā)電裝置的示意圖,線圈為l=0.40m、匝數(shù)n=200匝的正方形線圈,線圈繞M軸轉(zhuǎn)動(dòng),線圈的電阻為R1=1.0Ω。磁感強(qiáng)度方向均沿半徑方向,大小均勻分布,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B=。外力推動(dòng)線圈框架,使線圈繞軸線做周期為0.4s的勻速圓周運(yùn)動(dòng),F(xiàn)將整個(gè)裝置做為電源接在右圖電路中,小燈泡的電阻為R2=9.0Ω,電壓表為理想表。下列說法中正確的是
A. 小燈泡中電流的大小為1.6A
B. 電壓表的示數(shù)為32V
C. 電壓表的示數(shù)為16V
D. 外力的功率為102.4W
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,A、B、C三點(diǎn)在同一水平面上,D點(diǎn)在B點(diǎn)正上方,A、C到B的距離均為d,D到B點(diǎn)的距離為,AB垂直于BC空間存在著勻強(qiáng)電場(chǎng),一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子從A移到D時(shí)電場(chǎng)力做的功為零,從C到D時(shí)電場(chǎng)力做的功也為零,從B移到D時(shí)克服電場(chǎng)力做的功為W,則下列說運(yùn)正確的是( )
A. 帶電粒子從A移到C時(shí)電場(chǎng)力做的功一定為零
B. 電場(chǎng)強(qiáng)度既垂直于AD,又垂直于AC
C. 電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為
D. C點(diǎn)和B點(diǎn)間的電勢(shì)差大小為
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,AOC為一邊界為四分之一圓的勻強(qiáng)磁場(chǎng),O點(diǎn)為圓心,D點(diǎn)為邊界OC的中點(diǎn),B點(diǎn)為邊界上一點(diǎn),且BD平行于現(xiàn)有兩個(gè)完全相同的帶電粒子以相同的速度射入磁場(chǎng)不計(jì)粒子重力及粒子間的相互作用,其中粒子1從A點(diǎn)正對(duì)圓心射入,恰從C點(diǎn)射出,粒子2從B點(diǎn)沿BD射入,從某點(diǎn)離開磁場(chǎng),則可判斷
A. 粒子2在C、D之間某點(diǎn)射出磁場(chǎng)
B. 粒子2在B、C之間某點(diǎn)射出磁場(chǎng)
C. 粒子1與粒子2在磁場(chǎng)中的運(yùn)行時(shí)間之比為
D. 粒子1與粒子2在磁場(chǎng)中的運(yùn)行時(shí)間之比為
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【題目】如圖所示,在xOy平面直角坐標(biāo)系中,直角三角形ACD內(nèi)存在垂直平面向里磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),線段CO=OD=L,CD邊在x軸上,∠ADC=30°。電子束沿y軸方向以相同的速度v0從CD邊上的各點(diǎn)射入磁場(chǎng),已知這些電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑均為,在第四象限正方形ODQP內(nèi)存在沿x軸正方向、大小為E=Bv0的勻強(qiáng)電場(chǎng),在y=-L處垂直于y軸放置一足夠大的平面熒光屏,屏與y軸交點(diǎn)為P。忽略電子間的相互作用,不計(jì)電子的重力。
(1)電子的比荷;
(2)從x軸最右端射入電場(chǎng)中的電子打到熒光屏上的點(diǎn)與P點(diǎn)間的距離:
(3)射入電場(chǎng)中的電子打到熒光屏上的點(diǎn)距P的最遠(yuǎn)距離。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示除氣缸右壁外其余部分均絕熱,輕活塞K與氣缸壁接觸光滑,K把密閉氣缸分隔成體積相等的兩部分,分別裝有質(zhì)量、溫度均相同的同種氣體a和b,原來a、b兩部分氣體的壓強(qiáng)為p0、溫度為27 ℃、體積均為V。現(xiàn)使氣體a溫度保持27 ℃不變,氣體b溫度降到-48 ℃,兩部分氣體始終可視為理想氣體,待活塞重新穩(wěn)定后,求:最終氣體a的壓強(qiáng)p、體積Va。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示的裝置叫做“阿特伍德機(jī)”,是早期英國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置,用來研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。某同學(xué)對(duì)該裝置加以改進(jìn)后用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律和動(dòng)量守恒定律,如圖乙所示。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光片的寬度d如圖丙所示,則d=_______cm;然后將質(zhì)量均為M(A的含擋光片、B的含掛鉤)的重物A、B用繩連接后,跨放在定滑輪上,處于靜止?fàn)顟B(tài)。測(cè)量出______________(選填“A的上表面”、“A的下表面”或“擋光片中心”)到光電門中心的豎直距離h。
(2)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí),該同學(xué)在重物B的下端掛上質(zhì)量為m的物塊C,讓系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)中的物體由靜止開始運(yùn)動(dòng),光電門記錄擋光片擋光的時(shí)間為t1。如果系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)的機(jī)械能守恒,應(yīng)滿足的關(guān)系式為______________。
(3)為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,該同學(xué)讓A在桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài),將B從靜止位置豎直抬高H后靜止釋放,直到光電門記錄下?lián)豕馄瑩豕獾臅r(shí)間為t2(重物B未接觸桌面),則驗(yàn)證繩繃緊過程中系統(tǒng)沿繩方向動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為_____________。
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