【題目】如圖1所示,兩根與水平面成角的足夠長光滑金屬導軌平行放置,導軌間距為,導軌底端接有阻值為的電阻R,導軌的電阻忽略不計整個裝置處于勻強磁場中,磁場方向垂直于導軌平面斜向上,磁感應強度現(xiàn)有一質(zhì)量為、電阻為的金屬棒用細繩通過光滑滑輪與質(zhì)量為的物體相連,細繩與導軌平面平行將金屬棒與M由靜止釋放,棒沿導軌運動了2m后開始做勻速運動運動過程中,棒與導軌始終保持垂直接觸取重力加速度求:
(1)金屬棒勻速運動時的速度;
(2)棒從釋放到開始勻速運動的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)若保持某一大小的磁感應強度不變,取不同質(zhì)量M的物塊拉動金屬棒,測出金屬棒相應的做勻速運動的v值,得到實驗圖象如圖2所示,請根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)計算出此時的;
(4)改變磁感應強度的大小為,,其他條件不變,請在坐標圖2上畫出相應的圖線,并請說明圖線與M軸的交點的物理意義.
【答案】(1)4m/s(2)1.2J(3)(4)
【解析】(1)金屬棒受力平衡,所以
Mg=mg sin θ+(1) (2分)
所求速度為:v==4 m/s (2) (2分)
(2)對系統(tǒng)由能量守恒有:
Mgs="mgs" sin θ+2Q+(M+m)v2 (3) (3分)
所求熱量為: Q=(Mgs-mgs sin θ)/2-(M+m)v2/4=1.2 J (4) (2分)
(3)由上(2)式變換成速度與質(zhì)量的函數(shù)關系為:
v==M-(5) (2分)
再由圖象可得:=,B1=0.54 T (2分)
(4) 由上(5)式的函數(shù)關系可知,當B2=2B1時,圖線的斜率減小為原來的1/4。(畫出圖線3分)
與M軸的交點不變,與M軸的交點為M="m" sinθ。 (2分)
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【題目】在真空中水平放置一對金屬板,兩板間的電壓為U,一個電子以水平速度v0沿兩板中線射入電場,忽略電子所受的重力.電子在電場中的豎直偏移距離為Y,當只改變偏轉(zhuǎn)電壓U(或只改變初速度v0)時,下列圖象哪個能正確描述Y的變化規(guī)律( )
A. ①③B. ②③C. ③④D. ①④
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【題目】如圖所示,截面為正方形的容器在勻強磁場中,一束電子從a孔垂直于磁場射入容器中,其中一部分從c孔射出,一部分從d孔射出,忽略電子間的作用,下列說法正確的是 ( )
A. 從cd兩孔射出的電子速度之比為v1∶v2=2∶1
B. 從cd兩孔射出的電子在容器中運動所用的時間之比為t1∶t2=1∶2
C. 從cd兩孔射出的電子在容器中運動時的加速度大小之比為a1∶a2=2∶1
D. 從cd兩孔射出電子在容器中運動時的加速度大小之比為a1∶a2=∶1
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【題目】如圖所示,在平面直角坐標系xOy中的第一象限內(nèi)存在磁感應強度大小為B、方向垂直于坐標平面向內(nèi)的有界圓形勻強磁場區(qū)域(圖中未畫出);在第二象限內(nèi)存在沿x軸負方向的勻強電場.一粒子源固定在x軸上的A點,A點坐標為(-L,0).粒子源沿y軸正方向釋放出速度大小為v的電子,電子恰好能通過y軸上的C點,C點坐標為(0,2L)。電子經(jīng)過有界磁場偏轉(zhuǎn)后方向恰好垂直ON,ON是與x軸正方向成15°角的射線。(電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,不考慮粒子的重力和粒子之間的相互作用)。求:
(1)第二象限內(nèi)電場強度E的大小;
(2)電子離開電場時的速度方向與y軸正方向的夾角θ;
(3)①若有界磁場是圓形,求圓形磁場的最小面積S1;
②若有界磁場是三角形,求三角形磁場的最小面積S2;
③若有界磁場是矩形,求矩形磁場的最小面積S3。
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【題目】交變電源與電阻R、交流電壓表按圖1所示的方式連接,R=10Ω.交變電源產(chǎn)生正弦式電流,圖2是電源輸出電壓的u-t圖象。交流電壓表的示數(shù)是10.0V.則( 。
A. 通過R的電流峰值為,頻率為50Hz
B. 通過R的電流峰值為,頻率為100Hz
C. 通過R的電流峰值為,頻率為50Hz
D. 通過R的電流峰值為,頻率為100Hz
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【題目】如圖甲所示為多用電表的原理示意圖,已知表頭G的滿偏電流為2 mA、內(nèi)阻為150 Ω,刻度盤上電阻刻度線正中央標有“30”。兩個電流擋量程分別為10 mA和50 mA,選擇開關旋到“3”、“4”、“5”、“6”時的量程未知,但測得R6=470Ω、R7=700Ω,電源E由兩節(jié)電動勢均為1.5V的干電池組成,內(nèi)阻忽略。
(1)當選擇開關S旋到_____________(選填“1”或“2”)位置時為50mA擋,定值電阻R1=________Ω,R2=________Ω。
(2)選擇開關S旋到“6”位置時的量程為____________。
A.0~2.5V B.0~3V C.0~12V D.0~15V
(3)把選擇開關S旋到“3”位置并進行歐姆調(diào)零,此時滑動變阻器R3連入的阻值為____________Ω,此時歐姆表的倍率為________________(選填“×1”“×10”“×100”或“×1000”)。
(4)某同學利用該多用電表的50mA擋位測量電流時,指針偏轉(zhuǎn)情況如圖乙所示,則此時的電流值為__________mA。
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【題目】如圖所示,足夠長的木板下端的點通過鉸鏈與地面連接,其與水平地面間的夾角可在范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。質(zhì)量為的小滑塊在木板下端獲得的初速度沿木板向上運動,當夾角為時,小滑塊向上滑行的時間最短,大小為,重力加速度取,則此情況下
A. 木板的傾角
B. 小滑塊上滑的最大高度為
C. 小滑塊上滑過程損失的機械能為
D. 小滑塊返回過程的加速度大小為
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【題目】在光電效應實驗中,飛飛同學用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關系曲線(甲光、乙光、丙光),如圖所示。則可判斷出
A. 甲光的頻率大于乙光的頻率
B. 乙光的波長大于丙光的波長
C. 乙光對應的截止頻率大于丙光的截止頻率
D. 甲光對應的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能
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【題目】如圖所示,把一個多匝正方形線框懸掛在彈簧秤下,線框底邊處在磁場中,當開關閉合時,線框中的電流如圖所示,則
A. 開關閉合后,只有線框下邊框受到安培力
B. 開關閉合后,向右移動滑動變阻器,彈簧稱讀數(shù)變大
C. 開關閉合后,增加線框的匝數(shù),調(diào)節(jié)滑片保證線圖電流不變,則彈簧秤讀數(shù)變大
D. 調(diào)換電源正負極,開關閉合后,彈簧秤示數(shù)一定增加
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