題目列表(包括答案和解析)
如圖所示,兩根足夠長的光滑直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為的絕緣斜面上,兩導(dǎo)軌間距為L.M、P兩點間接有阻值為R的電阻.一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直.整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直斜面向下.導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略.用與導(dǎo)軌平行且向上的恒定拉力F作用在金屬桿上,金屬桿ab沿導(dǎo)軌向上運動,最終將做勻速運動.當(dāng)改變拉力F的大小時,相對應(yīng)的勻速運動速度v也會改變,v和F的關(guān)系如圖所示.
(1)金屬桿ab在勻速運動之前做作什么運動?
(2)運動過程中金屬桿ab受到的安培力的表達(dá)式?
(3)若m=0.25 kg,L=0.5 m,R=0.5 Ω,取重力加速度g=10 m/s2,試求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小及角的正弦值sin
(25分)如圖所示,兩個金屬輪A1、A2,可繞通過各自中心并與輪面垂直的固定的光滑金屬軸O1和O2轉(zhuǎn)動,O1和O2相互平行,水平放置.每個金屬輪由四根金屬輻條和金屬環(huán)組成,A1輪的輻條長為a1、電阻為R1,A2輪的輻條長為a2、電阻為R2,連接輻條的金屬環(huán)的寬度與電阻都可以忽略.半徑為a0的絕緣圓盤D與A1同軸且固連在一起.一輕細(xì)繩的一端固定在D邊緣上的某點,繩在D上繞足夠匝數(shù)后,懸掛一質(zhì)量為m的重物P.當(dāng)P下落時,通過細(xì)繩帶動D和A1繞O1軸轉(zhuǎn)動.轉(zhuǎn)動過程中,A1、A2保持接觸,無相對滑動;兩輪與各自細(xì)軸之間保持良好的電接觸;兩細(xì)軸通過導(dǎo)線與一阻值為R的電阻相連.除R和A1、A2兩輪中輻條的電阻外,所有金屬的電阻都不計.整個裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與轉(zhuǎn)軸平行.現(xiàn)將P釋放,試求P勻速下落時的速度.
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一個有一定厚度的圓盤,可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動,用下面的方法測量它勻速轉(zhuǎn)動時的角速度。
實驗器材:電磁打點計時器、米尺、紙帶、復(fù)寫紙片。
實驗步驟:
(1)如圖1所示,將電磁打點計時器固定在桌面上,將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔后,固定在待測圓盤的側(cè)面上,使得圓盤轉(zhuǎn)動時,紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上。
(2)啟動控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動,同時接通電源,打點計時器開始打點。
(3)經(jīng)過一段時間,停止轉(zhuǎn)動和打點,取下紙帶,進(jìn)行測量。
① 由已知量和測得量表示的角速度的表達(dá)式為ω= 。式中各量的意義是:
.
② 某次實驗測得圓盤半徑r=5.50×10-2m,得到紙帶的一段如圖2所示,求得角速度為 。
(1),T為電磁打點計時器打點的時間間隔,r為圓盤的半徑,x2、x1是紙帶上選定的兩點分別對應(yīng)的米尺的刻度值,n為選定的兩點間的打點數(shù)(含兩點)。 (2)6.8/s。 |
14.A 15.C 16.B 17.AD 18.B 19.CD 20.D 21.ACD
22解.(17分)(1)2.094~
(2)①C E ②C中未記下兩條細(xì)繩的方向 E中未說明是否把橡皮條的結(jié)點拉到了位置O (3)①B D ②見圖
評分標(biāo)準(zhǔn):(1)3分 (2)中①問每空2分;②問每空1分。共6分。(3)中①問每空2分;②問4分,電流表外接正確或變阻器分壓連接正確均可各得1分,完全正確的得4分;若變阻器限流連接正確,其它連接無誤,可給2分。共8分。
23.(16分)解答:(1)跳起后重心升高
h=2.25-2.10=
根據(jù)機(jī)械能守恒定律 ① (4分)
解得 ② (2分)
(2)由動量定理(F-mg)t=mv-0 ③ (4分)
即 ④ (2分)
將數(shù)據(jù)代入上式可得F=(100 +700)N⑤ (2分)
根據(jù)牛頓第三定律可知:上跳過程中他對地面的平均壓力F′=(100 +700)N(1分)
24、解答:(19分)(1)設(shè)電場強(qiáng)度為E,把小球A、B看作一個系統(tǒng),由于繩未斷前作勻速運動,則有
2qE=3mg,E=3mg/2q (3分)
繩斷后,根據(jù)牛頓第二定律:
對A:qE-mg=maA
得aA=g/2,方向堅直直向上 (3分)
對B:qE-2mg=2maB
得aB=-g/4,負(fù)號表示方向堅直直向下 。3分)
(2)細(xì)繩斷開前后兩球組成系統(tǒng)合外力為零,滿足總動量守恒,設(shè)B球速度為零時,A球的速度為vA,
根據(jù)動量守恒定律得:
(m+
vA=3 v0 (1分)
(3)由運動學(xué)公式:vt2-v02=2as
得sA=(3 v0)2- v02/2aA=(3 v0)2- v02/g=8 v02/g (3分)
由功能關(guān)系,電場力對A做的功等于物體A的機(jī)械能增量:
△EA=qEsA=
25.解:(1)金屬棒cd從靜止開始運動直至細(xì)繩剛好被拉斷的過程中有:
Qab =U2t/Rab ① (2分)
QR=U2t/R ② (1分)
聯(lián)立①②可得Qab=0.4J ③ (1分)
Qcd =I2Rcdt ④ (2分)
Qab + QR =I2RRabt/(Rab+R) ⑤(1分)
聯(lián)立④⑤可得Qab =0.9J ⑥ (1分)
(2) 細(xì)繩被拉斷瞬時,對ab棒有:
Fm=mg+BIabL ⑦ (2分)
又有IR=RabIab/R ⑧ ( 1分)
Icd=Iab+Icd ⑨ (1分)
又由閉合歐姆定可得
BLv=Icd [Rcd+RabR/(Rab+R)] ⑩ (2分)
聯(lián)立⑦⑧⑨⑩可得v=
(3)由功能關(guān)系得
Mgh= Q總 +1/2mv2 ?(4分))
即可得h=
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