【題目】兩根金屬導軌平行放置在傾角為θ=30°的斜面上,導軌底端接有電阻R=8Ω,導軌自身電阻忽略不計.勻強磁場垂直于斜面向上,磁感強度B=0.5T.質(zhì)量為m=0.1kg,電阻r=2Ω的金屬棒ab由靜止釋放,沿導軌下滑.如圖所示,設導軌足夠長,導軌寬度L=2m,金屬棒ab下滑過程中始終與導軌接觸良好,當金屬棒下滑h=3m時,速度恰好達到最大速度2m/s,求此過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量?(g取10m/s2)
【答案】此過程中電阻上產(chǎn)生的熱量是0.8J
【解析】
試題分析:當金屬棒勻速下滑時,速度達到最大,由歐姆定律、法拉第定律和安培力公式推導出安培力表達式,根據(jù)平衡條件求出摩擦力.根據(jù)能量守恒定律求出電阻上產(chǎn)生的熱量.
解:由E=BLv,I=,F(xiàn)=BIL得安培力F=
設金屬棒下滑過程所受摩擦力大小為f,則由平衡條件得到
mgsin30°=f+F
聯(lián)立得f=mgsin30°﹣=0.1×10×0.5﹣=0.3N
在金屬棒ab靜止釋放到速度剛達到最大的過程中,金屬棒的重力轉化為金屬棒的動能、焦耳熱和摩擦生熱,根據(jù)能量守恒定律得
電路中產(chǎn)生的焦耳熱為 Q=mgh﹣f﹣
代入解得,Q=1J
則電阻R上產(chǎn)生的熱量為 QR=Q=1J=0.8J
答:此過程中電阻上產(chǎn)生的熱量是0.8J.
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【題目】如圖所示,勻強磁場寬L=m,磁感應強度大小B=l.67×10-3T,方向垂直紙面向里,一質(zhì)子以水平速度v=6×105m/s垂直磁場邊界從小孔C射入磁場,打到照相底片上的A點.已知質(zhì)子的質(zhì)量m=1.67×10-27kg,帶電荷量e=1.6×10 -19C.不計質(zhì)子的重力.求:
(1)質(zhì)子在磁場中運動的軌跡半徑r;
(2)A點距入射線方向上的O點的距離H;
(3)質(zhì)子從C孔射入到A點所需的時間。
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【題目】宇宙中兩顆靠得比較近的恒星,只受到彼此之間的萬有引力互相繞轉,稱之為雙星系統(tǒng),設某雙星系統(tǒng)A、B繞其連線上的O點做勻速圓周運動,如圖所示。若AO>OB,則( 。
A. 星球A的角速度一定大于B的角速度
B. 星球A的質(zhì)量一定小于B的質(zhì)量
C. 若雙星間距離一定,雙星的總質(zhì)量越大,其轉動周期越大
D. 若雙星的質(zhì)量一定,雙星之間的距離越大,其轉動周期越大
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【題目】如圖a所示,小物體從豎直彈簧上方離地高h1處由靜止釋放,其動能Ek與離地高度h的關系如圖b所示.其中高度從h1下降到h2,圖象為直線,其余部分為曲線,h3對應圖象的最高點,輕彈簧勁度系數(shù)為k,小物體質(zhì)量為m,重力加速度為g。以下說法正確的是( )
A. 小物體下降至高度h3時,彈簧形變量為0
B. 小物體下落至高度h5時,加速度為0
C. 小物體從高度h2下降到h4,彈簧的彈性勢能增加了
D. 小物體從高度h1下降到h5,彈簧的最大彈性勢能為
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【題目】如圖所示,在第一象限內(nèi),有一垂直紙面向里的勻強磁場(磁場足夠大),磁感應強度為B,一對正負電子(正電子是帶正電,電子帶負電) 先后從。點沿紙面以相同速度v射入磁場中,速度方向與x軸成角,已知電子質(zhì)量為m。
(1)請大致畫出電子在磁場中運動的圓弧軌跡,并通過作圖標明其運動軌跡的圓心,半徑;
(2)求電子離開磁場的出射點到O點的距離;
(3)求電子與正電子在磁場中運動的時間之比。
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【題目】如圖甲所示為一水平傳送帶裝置的示意圖,傳送帶兩端點A與B間的距離為L=6.0m,一物塊(可視為質(zhì)點)從A.處以v0=7m/s的水平速度滑上傳送帶,設物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,取g=10m/s2
(1)若傳送帶靜止,求物塊離開B點時的速度;
(2)若傳送帶以v轉=5m/s的速度逆時針勻速轉動,求物塊離開B點的速度;
(3)物塊離開B點的速度與傳送帶勻速運動的速度是有關系的.若傳送帶順時針勻速運動,用v轉表示傳送帶的速度,vB表示物塊離開B點的速度,請在答題卡上的圖乙中畫出vB與v轉的關系圖象.(請在圖中標注關鍵點的坐標值,如有需要,可取=8.5)
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【題目】甲、乙兩輛汽車在同一平直公路上行駛,其運動的x﹣t圖象如圖所示,則下列關于兩輛車運動情況的說法中錯誤的是( 。
A. 在0~10s內(nèi),甲、乙兩車相遇兩次
B. 乙車在0~10s內(nèi)平均速度大小為0.8m/s
C. 甲車先做勻減速直線運動,后做勻速直線運動
D. 若乙車做勻變速直線運動,則圖線上P所對應的瞬時速度大小一定大于0.8m/s
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【題目】如圖甲所示為測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗電路圖,根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的U—I圖線,以下實驗結論正確的是( )
A. 電池電動勢和內(nèi)電阻的測量值均偏小
B. 電池內(nèi)阻的測量值為3.50 Ω
C. 外電路發(fā)生短路時的電流為0.40 A
D. 電壓表的示數(shù)為1.20 V時,電流表的示數(shù)I′=0.20 A
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【題目】某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律。已知當?shù)氐闹亓铀俣?/span>g=9.80m/s2。實驗小組選出的一條紙帶如圖乙所示,其中O點為打點計時器打下的第一個點,A、B、C為三個計數(shù)點,在計數(shù)點A和B、B和C之間還各有一個點。打點計時器的打點周期T=0.02s。
(1)要驗證重錘下落過程中符合機械能守恒,除了圖示器材,以下實驗器材必須要選取的有___________。(填寫字母代號)
A.秒表 B.刻度尺 C.天平 D.交流電源
(2)為了驗證機械能守恒的規(guī)律,我們需要證明的表達式為(請根據(jù)題目已知和圖乙中測量量的符號寫出表達式)__________________。
(3)實驗中由于阻力的存在,預計在此實驗中重力勢能的減少量應該_____________動能的增加量(選填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)進一步測得圖乙中h1=12.01cm,h2=7.14cm,h3=8.71cm。若重錘的質(zhì)量為0.10kg,根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知:當打點計時器打到B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了 J,此時重錘的動能比開始下落時增加了 J。(計算結果保留3位有效數(shù)字)
(5)根據(jù)計算結果分析,該實驗小組在做實驗時可能出現(xiàn)的問題是 。
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