【題目】如圖所示,兩條相互平行的光滑金屬導(dǎo)軌,相距L=0.2m,左側(cè)軌道的傾斜角θ=30°,右側(cè)軌道為圓弧線,軌道端點(diǎn)間接有電阻R=1.5Ω,軌道中間部分水平,在MP、NQ間有距離為d=0.8m,寬與導(dǎo)軌間距相等的方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化如圖乙所示。一質(zhì)量為m=10g、導(dǎo)軌間電阻為r=1.0Ω的導(dǎo)體棒a從t=0時(shí)刻無初速釋放,初始位置與水平軌道間的高度差H=0.8m。另一與a棒完全相同的導(dǎo)體棒b靜置于磁場(chǎng)外的水平軌道上,靠近磁場(chǎng)左邊界PM。a棒下滑后平滑進(jìn)入水平軌道(轉(zhuǎn)角處無機(jī)械能損失),并與b棒發(fā)生碰撞而粘合在一起,此后作為一個(gè)整體運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,軌道的電阻和電感不計(jì),g取10m/s2。求:
(1)a導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)前瞬間速度大小和a導(dǎo)體棒從釋放到進(jìn)入磁場(chǎng)前瞬間過程中所用的時(shí)間
(2)粘合導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間受到的安培力大小
(3)粘合導(dǎo)體棒最終靜止的位置離PM的距離
(4)全過程電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱
【答案】(1)4m/s;t=0.8s(2)F=0.04N(3)停在距離PM為0.4m處(4)0.042J
【解析】
(1)設(shè)a導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)前瞬間速度大小為v
a導(dǎo)體棒從釋放到進(jìn)入磁場(chǎng)前瞬間過程中由機(jī)械能守恒定律有:
解得:v=4m/s
a導(dǎo)體棒從釋放到進(jìn)入磁場(chǎng)前瞬間過程由牛頓第二定律有:
解得:a=5m/s2
由速度與時(shí)間的關(guān)系式v=at解得t=0.8s
(2)a與b發(fā)生完全非彈性碰撞后的速度為v
由動(dòng)量守恒定律有:mv=(m+m)v
解得:v=2m/s
此時(shí)粘合導(dǎo)體棒剛好進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),安培力為:F=BIL,,E=BLv,解得:F=0.04N
(3)粘合導(dǎo)體棒直到靜止,由動(dòng)量定理有:-BILt=0-2mv,=It,
解得:
因此粘合導(dǎo)體棒停在距離PM為0.4m處
(4)導(dǎo)體棒滑入磁場(chǎng)前,由法拉第電磁感應(yīng)定律可知:
由閉合電路歐姆定律有:
有:=0.012J
碰撞后回路產(chǎn)生的熱量Q=×2mv2=QR2+Qr
代入數(shù)據(jù)解得:QR2=0.03J
整個(gè)過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為:QR=QR1+QR2=0.042J
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)想用熱敏電阻制作一個(gè)“溫度計(jì)”,為此他需要先探究該熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律.現(xiàn)有下列器材:
待測(cè)熱敏電阻R(約600~2000)
直流毫安表(量程6mA,內(nèi)阻約0.5)
直流電壓表(量程3V,內(nèi)阻約1k)
直流恒壓電源(輸出電壓3V,內(nèi)阻不計(jì))
滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0~500),以及水銀溫度計(jì).加熱裝置.開關(guān)和導(dǎo)線.
(1)應(yīng)選擇圖______(填“a”或“b”)的電路探究熱敏電阻的溫度特性.
(2)主要步驟:①連接電路,啟動(dòng)加熱裝置,待溫度穩(wěn)定為某一溫度時(shí),閉合開關(guān),記下___________.___________和電壓表的讀數(shù);②改變溫度,多次重復(fù)步驟①操作,得出多組數(shù)據(jù);③根據(jù)數(shù)據(jù)繪制電阻R隨溫度t變化的圖線如圖c.
(3)現(xiàn)將該熱敏電阻.恒壓電源.開關(guān).導(dǎo)線.______________(填“電壓表”或“電流表”)連接起來,把該電表的刻度改為相應(yīng)的溫度刻度,就制成了一個(gè)“溫度計(jì)”.若用此“溫度計(jì)”測(cè)得的溫度越高,對(duì)應(yīng)原電表表盤的刻度值越____________(填“大”或“小”).
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】衛(wèi)星電話在搶險(xiǎn)救災(zāi)中能發(fā)揮重要作用.第一代、第二代海事衛(wèi)星只使用地球同步衛(wèi)星,不能覆蓋地球上的高緯度地區(qū).第三代海事衛(wèi)星采用地球同步衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星結(jié)合的方案,它由4顆同步衛(wèi)星與12顆中軌道衛(wèi)星構(gòu)成.中軌道衛(wèi)星高度為10354千米,分布在幾個(gè)軌道平面上(與赤道平面有一定的夾角),在這個(gè)高度上,衛(wèi)星沿軌道旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為6小時(shí).則下列判斷正確的是( )
A. 中軌道衛(wèi)星的角速度小于地球同步衛(wèi)星
B. 中軌道衛(wèi)星的線速度小于地球同步衛(wèi)星
C. 如果某一時(shí)刻中軌道衛(wèi)星、地球同步衛(wèi)星與地球的球心在同一直線上,那么經(jīng)過6小時(shí)它們?nèi)栽谕恢本上
D. 在中軌道衛(wèi)星經(jīng)過地面某點(diǎn)的正上方24小時(shí)后,該衛(wèi)星仍在地面該點(diǎn)的正上方
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上有兩個(gè)用輕質(zhì)彈簧相連的物塊A、B,它們的質(zhì)量分別為mA、mB,彈簧的勁度系數(shù)為k,C為一固定擋板。系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),F(xiàn)開始用一恒力F沿斜面方向拉物塊A使之向上運(yùn)動(dòng),重力加速度g。求:
(1)物塊B剛要離開C時(shí)物塊A的加速度a
(2)從開始到此時(shí)物塊A的位移d。
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【題目】如圖甲所示,M、N是相距為d=0.1 m豎直放置的平行金屬板,板間有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=0.1 T。P、 Q為水平放置的兩平行金屬板,用導(dǎo)線將P與M、Q與N分別連接;A為絕緣擋板;C為平行于P和Q的熒光屏;A、P、Q、C的中間各有一個(gè)小孔,所有小孔在同一豎直中軸線上。熒光屏C的上方有垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2=0.01 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),F(xiàn)有大量的正負(fù)離子混合物,以某一相同的速度垂直于磁場(chǎng)豎直向上射入金屬板MN之間,離子的比荷的絕對(duì)值均為C/kg。僅能在P與Q、M與N之間形成電場(chǎng),極板間形成的電場(chǎng)均可視為勻強(qiáng)電場(chǎng),且忽略電場(chǎng)的邊緣效應(yīng),不計(jì)離子重力。
(1) 判斷金屬板M的帶電性質(zhì),并求出在N、M兩板之間電場(chǎng)穩(wěn)定后,電勢(shì)差UNM與離子入射速度v之間的關(guān)系;
(2) 若離子以v1=3.0×105 m/s的速度射入磁場(chǎng),在熒光屏上將出現(xiàn)由正、負(fù)離子形成的兩個(gè)亮點(diǎn),求兩亮點(diǎn)到熒光屏小孔的距離之比;
(3) 若離子以v2=1.0×105 m/s的速度射入磁場(chǎng),因某種原因,實(shí)際上離子通過C板上的小孔時(shí)會(huì)在豎直平面內(nèi)形成一個(gè)發(fā)散角2θ(如圖乙),所有離子速率仍相同。求熒光屏上亮點(diǎn)的長度Δx及同一時(shí)刻通過小孔的離子打到熒光屏上的最長時(shí)間差Δt。(已知θ=0.1415弧度,cosθ=0.99)
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【題目】一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5:1,原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示,副線圈所接電路如圖乙所示,燈泡L1、L2完全相同,閉合開關(guān)S,燈泡正常發(fā)光。下列說法正確的是( 。
A. 燈泡的額定電壓為62V
B. 副線圖輸出電壓的頻率為50Hz
C. 開關(guān)S斷開,原、副線圈的電流減小
D. 開關(guān)S斷開,燈泡L1變暗
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,地面上放置有一內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱汽缸,汽缸的橫截面積S=2.5×10-3 m2.汽缸內(nèi)部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞,活塞上固定一個(gè)力傳感器,傳感器通過一根細(xì)桿與天花板固定好.汽缸內(nèi)密封有溫度t0=27 °C,壓強(qiáng)為p0的理想氣體,此時(shí)力傳感器的讀數(shù)恰好為0.若外界大氣的壓強(qiáng)p0不變,當(dāng)密封氣體溫度t升高時(shí)力傳感器的讀數(shù)F也變化,描繪出F-t圖象如圖乙所示,求:
(1)力傳感器的讀數(shù)為5 N時(shí),密封氣體的溫度t;
(2)外界大氣的壓強(qiáng)p0.
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【題目】天文學(xué)家經(jīng)過長期觀測(cè),在宇宙中發(fā)現(xiàn)了許多“雙星”系統(tǒng),這些“雙星”系統(tǒng)一般與其他星體距離很遠(yuǎn),受到其他天體引力的影響可以忽略不計(jì).根據(jù)對(duì)一“雙星”系統(tǒng)的光學(xué)測(cè)量確定,此雙星系統(tǒng)中兩個(gè)星體的質(zhì)量均為m,而繞系統(tǒng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)的實(shí)際周期是理論計(jì)算的周期的k倍〔k<1),究其原因,科學(xué)家推測(cè),在以兩星球球心連線為直徑的球體空間中可能均勻分布著暗物質(zhì).若此暗物質(zhì)確實(shí)存在,其質(zhì)量應(yīng)為
A. B.
C. D.
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【題目】如圖所示,一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,且與磁場(chǎng)方向(垂直于紙面向里)垂直。線段ab、bc和cd的長度均為L,且∠abc=∠bcd=135°.流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I,方向如圖中箭頭所示。關(guān)于導(dǎo)線abed所受到的磁場(chǎng)的作用力的合力,下列說法正確的是( )
A. 方向沿紙面垂直bc向上,大小為(+1)ILB
B. 方向沿紙面垂直bc向下,大小為(+1)ILB
C. 若在紙面內(nèi)將abcd逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)30°,力的大小不變
D. 若在紙面內(nèi)將abcd逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°,力的大小減半
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