【題目】如圖a所示,光滑水平直金屬軌道寬L=0.6m,左端連接定值電阻R,軌道電阻不計(jì)。軌道內(nèi)存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。一根質(zhì)量 m=0.4kg、不計(jì)電阻的金屬桿垂直軌道放置,在軌道上以初速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)向右運(yùn)動(dòng),通過(guò)施加一個(gè)水平拉力F使金屬桿做加速度大小a=1m/s2的勻減速運(yùn)動(dòng)直至速度為零。若以F向右為正,金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中F和金屬桿運(yùn)動(dòng)速度v的關(guān)系如圖b所示
(1)試分析當(dāng)v=1m/s時(shí)金屬桿在水平方向的受力情況;
(2)求當(dāng)v=1m/s時(shí)金屬桿所受安培力FA的大。
(3)求定值電阻R的大;
(4)若金屬桿以v0=2m/s進(jìn)入磁場(chǎng),恰好運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)右邊界時(shí)速度為0,試討論若金屬桿以 v0<2m/s的不同數(shù)值進(jìn)入磁場(chǎng),金屬桿從進(jìn)入磁場(chǎng)到速度為零的過(guò)程中,拉力F的大小和方向變化情況。
【答案】(1)當(dāng)v=1m/s時(shí)金屬桿只受水平向左的安培力FA作用;(2)0.4N;(3)0.225;(4)見(jiàn)解析
【解析】
(1)當(dāng)v=1m/s時(shí),由圖b可知拉力F=0,金屬桿只受水平向左的安培力FA作用
(2)當(dāng)v=1m/s時(shí),金屬桿僅受安培力做勻減速運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律有
(3)由
可得
則有
(4)若金屬桿以v0=2m/s進(jìn)入磁場(chǎng),恰好運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)右邊界時(shí)速度為0,根據(jù)圖b可知,當(dāng)
時(shí),由牛頓第二定律有
可知隨速度減小,安培力減小,拉力F減小即F先向右不斷減小為零,即速度變?yōu)?/span>1m/s,由牛頓第二定律有
可知隨速度減小,安培力減小,拉力F增大且向左即然后向左不斷增大;
當(dāng)
時(shí),牛頓第二定律有
可知,隨速度減小,安培力減小,拉力F增大,方向始終向左
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,小車(chē)及車(chē)中砝碼的質(zhì)量用M表示,盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量用m表示,小車(chē)的加速度可由小車(chē)后拖動(dòng)的紙帶由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打上的點(diǎn)計(jì)算出。
(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足______時(shí),才可以認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)及盤(pán)中砝碼的重力。
(2)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí),保持盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量一定,改變小車(chē)及車(chē)中砝碼的質(zhì)量,測(cè)出相應(yīng)的加速度,采用圖象法處理數(shù)據(jù)。為了比較容易地確定出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該作a與________的圖象。
(3) 甲、乙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn),畫(huà)出各自的a-F圖線如圖b所示,兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的哪一個(gè)物理量取值不同_______?
(4)為了消除小車(chē)與木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取的做法是______
A.將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高,使小車(chē)在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
B.將木板帶滑輪的一端適當(dāng)墊高,使小車(chē)在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
C.使木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車(chē)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
D.使木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車(chē)能夠靜止在木板上
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,20匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框面積S=1m2,線框電阻不計(jì)。線框繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′以角速度ω=100rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng),并與理想變壓器原線圈相連,副線圈線接入一只“220V,60W”燈泡,且燈泡正常發(fā)光,熔斷器允許通過(guò)的最大電流為5A,下列說(shuō)法正確的是( )
A.圖示位置穿過(guò)線框的磁通量為零
B.圖示位置通過(guò)線框的磁通量變化率最大
C.變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為100︰11
D.允許變壓器輸出的最大功率為10kW
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】平直公路上,一輛山地車(chē)以速度v沿公路作勻速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)它經(jīng)過(guò)某處時(shí),該處有一輛汽車(chē)由靜止開(kāi)始沿與同一方向作勻加速直線運(yùn)動(dòng),追趕此山地車(chē)。由上述條件,以下物理量中可以求出的是( )
①汽車(chē)追上山地車(chē)時(shí),汽車(chē)的速度
②汽車(chē)追上山地車(chē)時(shí),汽車(chē)走過(guò)的路程
③汽車(chē)追上山地車(chē)所歷經(jīng)的時(shí)間
④汽車(chē)追上山地車(chē)前,兩車(chē)相距最遠(yuǎn)時(shí)汽車(chē)的速度
A.①②B.③④C.①④D.②③
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中,待測(cè)電阻絲阻值約為6Ω.
(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲的直徑d,其中一次測(cè)量結(jié)果如圖所示,圖中讀數(shù)為d =______mm.
(2)為了測(cè)量電阻絲的電阻R,除了導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外,還有以下一些器材可供選擇:
電壓表V1,量程3V,內(nèi)阻約3kΩ
電壓表V2,量程15V,內(nèi)阻約10kΩ
電流表A1,量程0.6A,內(nèi)阻約0.2Ω
電流表A2,量程100μA,內(nèi)阻約2000Ω
滑動(dòng)變阻器R1,0~1750Ω,額定電流0.3A
滑動(dòng)變阻器R2,0~50Ω,額定電流1A
電源E1(電動(dòng)勢(shì)為1.5V,內(nèi)阻約為0.5Ω)
電源E2(電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻約為1.2Ω)
為了調(diào)節(jié)方便,測(cè)量準(zhǔn)確,請(qǐng)選用適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材,在圖2方框中畫(huà)出測(cè)量電阻絲電阻應(yīng)采用的電路圖,并在圖中標(biāo)明所選器材的符號(hào)____.
(3)已用刻度尺測(cè)量出接入電路中的金屬導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度為L,請(qǐng)用測(cè)量值表示計(jì)算材料電阻率的公式ρ=______(注明測(cè)量值所用符號(hào))
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,穿在水平直桿上質(zhì)量為m的小球開(kāi)始時(shí)靜止.現(xiàn)對(duì)小球沿桿方向施加恒力F0,垂直于桿方向施加豎直向上的力F,且F的大小始終與小球的速度成正比,即F=kυ(圖中未標(biāo)出).已知小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,已知小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中未從桿上脫落,球上小孔直徑略大于直桿直徑,且F0>μmg.下列說(shuō)法正確的是:
A. 小球先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)直到靜止
B. 小球先做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng),后做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),直到最后做勻速運(yùn)動(dòng)
C. 小球的最大加速度為
D. 小球最大速度為(F0+μmg)/μk
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)在同一條直線上運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)甲做勻變速直線運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)乙做勻速直線運(yùn)動(dòng),其中圖線甲為拋物線的左半支且頂點(diǎn)在15s處,圖線乙為一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線。下列說(shuō)法正確的是( )
A.t=5s時(shí)乙車(chē)的速度為2m/s,甲車(chē)的速率為2m/s
B.t=0時(shí)刻甲、乙兩車(chē)之間的距離為25m
C.t=0時(shí)刻甲車(chē)的速度大小為4m/s
D.甲車(chē)的加速度大為0.1m/s2
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】半導(dǎo)體內(nèi)導(dǎo)電的粒子一“載流子”有兩種:自由電子和空穴(空穴可視為能自由移動(dòng)帶正電的粒子),以空穴導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體叫P型半導(dǎo)體,以自由電子導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體叫N型半導(dǎo)體,如圖為檢驗(yàn)半導(dǎo)體材料的類型和對(duì)材料性能進(jìn)行測(cè)試的原理圖,圖中一塊長(zhǎng)為a、寬為b、厚為c的半導(dǎo)體樣品板放在沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。當(dāng)有大小為I、沿x軸正方向的恒定電流通過(guò)樣品板時(shí),會(huì)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差,若每個(gè)載流子所帶電量的絕對(duì)值為e,下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 如果上表面電勢(shì)低,則該半導(dǎo)體為N型半導(dǎo)體
B. 如果上表面電勢(shì)低,則該半導(dǎo)體為P型半導(dǎo)體
C. 其它條件不變,增大c時(shí),增大
D. 樣品板在單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的載流子數(shù)目為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示帶電體Q固定,帶電體P電量為q,質(zhì)量為m,與絕緣的水平面動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,將P從A點(diǎn)由靜止放開(kāi),在Q的排斥力作用下運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)停下,AB相距S,若將帶電體P從B點(diǎn)由靜止被拉到A點(diǎn),水平拉力最少做功____________,帶電體P從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電勢(shì)能減少____________。
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