【題目】如圖所示,光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在豎直平面內(nèi),兩導(dǎo)軌間的距離為L=1m,導(dǎo)軌間連接的定值電阻R=3Ω,導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m=0.1kg的金屬桿ab,金屬桿始終與導(dǎo)軌接觸良好,桿的電阻r=1Ω,其余電阻不計(jì),整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T的勻強(qiáng)磁場中,磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向里.重力加速度g取10 m/s2,F(xiàn)讓金屬桿從AB水平位置由靜止釋放,忽略空氣阻力的影響,求:
(1)金屬桿的最大速度;
(2)若從金屬桿開始下落到剛好達(dá)到最大速度的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q=0.6J,此時(shí)金屬棒下落的高度為多少?
(3)達(dá)到最大速度后,為使ab棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,從該時(shí)刻開始,磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時(shí)間t變化?推導(dǎo)這種情況下B與t的關(guān)系式。
【答案】(1) 4 m/s (2) 1.6 m (3)
【解析】
試題(1)當(dāng)金屬桿的重力和受到的安培力大小相等時(shí),速度最大,根據(jù)平衡條件和安培力與速度的關(guān)系式計(jì)算速度的最大值;(2)應(yīng)用能量守恒定律求出金屬桿下落的高度;(3)為使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,應(yīng)使穿過線圈平面的磁通量不發(fā)生變化,由此列式求解。
(1)設(shè)金屬桿的最大速度為,安培力與重力平衡,則有:
又、
聯(lián)立得:
解得:
(2)電路中產(chǎn)生的總焦耳熱:
由能量守恒定律得:
解得:
(3)為使ab棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,應(yīng)使穿過線圈平面的磁通量不發(fā)生變化
在該時(shí)刻穿過線圈平面的磁通量為:
t時(shí)刻的磁通量為:
由得:
代入數(shù)據(jù)解得:
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在研究物理問題時(shí),我們有時(shí)候把幾個物體看作一個整體,并以整體作為研究對象進(jìn)行分析研究。這種方法不考慮整體內(nèi)部之間的相互作用,從整體去把握物理現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。如圖所示,A、B是兩個帶異種電荷的小球,其質(zhì)量相等,所帶電荷量分別為+q1和-q2,A用絕緣細(xì)線L1懸掛于O點(diǎn),A、B間用絕緣細(xì)線L2相連。整個裝置處于水平方向的勻強(qiáng)電場中,A、B處于平衡狀態(tài)。請回答如下問題:
(1)勻強(qiáng)電場方向水平___________(選填“向左”或“向右”);
(2)q1______q2(選填“>”、“=”或“<”),理由是______________。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,豎直墻上固定有光滑的小滑輪D,質(zhì)量相等的物體A和B用輕彈簧連接,物體B放在地面上,用一根不可伸長的輕繩一端與物體A連接,另一端跨過定滑輪與小環(huán)C連接,小環(huán)C穿過豎直固定的光滑均勻細(xì)桿,小環(huán)C位于位置R時(shí),繩與細(xì)桿的夾角為θ,此時(shí)物體B與地面剛好無壓力,圖中,SD水平,位置R和Q關(guān)于S對稱,現(xiàn)讓小環(huán)從R處由靜止釋放,環(huán)下落過程中繩始終處于拉直狀態(tài),且環(huán)到達(dá)Q時(shí)速度最大。下列關(guān)于小環(huán)C下落過程中的描述正確的是( )
A. 小環(huán)C、物體A和輕彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B. 小環(huán)C下落到位置S時(shí),小環(huán)C的機(jī)械能一定最大
C. 小環(huán)C從位置R運(yùn)動到位置Q的過程中,彈簧的彈性勢能一定先減小后增大
D. 小環(huán)C到達(dá)Q點(diǎn)時(shí),物體A與小環(huán)C的動能之比為
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【題目】如圖所示,在虛線MN的右側(cè)存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,邊長為a的正三角形金屬線框平行紙面放置,t=0時(shí)刻,頂點(diǎn)恰好在磁場的左邊界上,一邊平行磁場邊界MN.現(xiàn)令該金屬線框勻速進(jìn)入磁場區(qū)域,則線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E、電流I、所施加的外力F、安培力做功的功率P隨時(shí)間t的變化關(guān)系的圖象中正確的是 ( )
A. B. C. D.
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【題目】如圖所示,水平傳送帶AB長2m,以2m/s的速度沿順時(shí)針方向勻速運(yùn)動。現(xiàn)將一小物塊以3m/s的水平初速度從A點(diǎn)沖上傳送帶。若小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.25,g取10m/s2,則小物塊運(yùn)動至傳送帶右端B點(diǎn)所用的時(shí)間是
A. 0.5s B. 0.9s C. 1.2s D. 1.5s
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【題目】如圖甲所示,Q1、Q2為兩個被固定的點(diǎn)電荷,其中Q1帶負(fù)電,a、b兩點(diǎn)在它們連線的延長線上,F(xiàn)有一帶負(fù)電的粒子以一定的初速度沿直線從a點(diǎn)開始經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(粒子只受電場力作用),粒子經(jīng)過a、b兩點(diǎn)時(shí)的速度分別為va、vb,其速度圖象如圖乙所示。以下說法中正確的是
A. Q2一定帶負(fù)電
B. Q2的電量一定大于Q1的電量
C. b點(diǎn)的加速度為零,電場強(qiáng)度也為零
D. 整個運(yùn)動過程中,粒子的電勢能先減小后增大
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【題目】下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中正確的是( )
A. 電功率越大,電流做功越快,電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多
B. 公式W=UIt適用于任何電路,而W=I2Rt=U2t/R只適用于純電阻電路
C. 在非純電阻電路中,UIt>I2Rt
D. 焦耳定律Q=I2Rt適用于任何電路
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【題目】如圖所示,在水平軌道右側(cè)安放半徑為R=0.2 m的豎直圓形光滑軌道,水平軌道的PQ段鋪設(shè)特殊材料,調(diào)節(jié)其初始長度為L=1 m,水平軌道左側(cè)有一輕質(zhì)彈簧左端固定,彈簧處于自然狀態(tài).質(zhì)量為m=1 kg的小物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))從軌道右側(cè)以初速度v0=2 m/s沖上軌道,通過圓形軌道、水平軌道后壓縮彈簧并被彈簧以原速率彈回,經(jīng)水平軌道返回圓形軌道.物塊A與PQ段間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,軌道其他部分摩擦不計(jì),重力加速度g=10 m/s2.求:
(1)物塊A與彈簧剛接觸時(shí)的速度大小v1;
(2)物塊A被彈簧以原速率彈回返回到圓形軌道的高度h1;
(3)調(diào)節(jié)PQ段的長度L,A仍以v0從軌道右側(cè)沖上軌道,當(dāng)L滿足什么條件時(shí),物塊A能第一次返回圓形軌道且能沿軌道運(yùn)動而不脫離軌道.
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【題目】 如圖所示,質(zhì)量為 m =1kg 的滑塊,在水平力作用下靜止在傾角為300的光滑斜面上, 斜面的末端 B 與水平傳送帶相接(滑塊經(jīng)過此位置滑上皮帶時(shí)無能量損失),傳送帶的運(yùn)行速度為 v0 =3m / s ,長為 L =1m 。今將水平力撤去,當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端 C 時(shí),恰好與傳送帶速度相同;瑝K與傳送帶間的動摩擦因數(shù) 0.25 , g =10m / s 2.
(1)求水平作用力 F 的大小;
(2)求滑塊下滑的高度;
(3)若滑塊滑上傳送帶時(shí)速度小于 3m / s ,求滑塊在傳送帶上滑行的整個過程中產(chǎn)生的熱量。
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