【題目】如圖所示,豎直平行導(dǎo)軌間距L,導(dǎo)軌頂端接有兩個(gè)阻值為R的電阻,其中一電阻兩端與電鍵S相連.導(dǎo)體捧ab與導(dǎo)軌接觸良好且無(wú)摩擦.導(dǎo)體棒的電阻為r,質(zhì)量為m,導(dǎo)軌的電阻不計(jì),整個(gè)裝置處在與軌道平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力.現(xiàn)將導(dǎo)體棒由靜止釋放.
(1)計(jì)算導(dǎo)體棒的最終速度;
(2)經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后閉合電鍵S,分析并說(shuō)明S閉合前后,回路中的最終電流如何變化;
(3)經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后閉合電鍵S,畫(huà)出S閉合后導(dǎo)體棒速度-時(shí)間圖像的大致圖線,并求出速度和加速度的變化區(qū)間.
【答案】(1)(2)見(jiàn)解析;(3)從到0
【解析】(1)導(dǎo)體棒最終勻速運(yùn)動(dòng),合力為0.安培力大小等于重力大小
根據(jù)平衡條件有:
解得
(2)S閉合前后,導(dǎo)體棒最終做勻速直線運(yùn)動(dòng),合力為0.
以導(dǎo)體棒為對(duì)象,有mg=BImL
即
與電路電阻無(wú)關(guān),故最終電流不變.
(3)速度-時(shí)間圖像大致如圖;
.
S閉合前,導(dǎo)體棒最終勻速運(yùn)動(dòng)的速度為
S閉合后,電路的電阻減小,導(dǎo)體棒最終勻速運(yùn)動(dòng)的速度為
速度的變化區(qū)間為:從到
S閉合瞬間,由于電阻突然減小,導(dǎo)體棒受到的安培力大于重力,根據(jù)牛頓第二定律有
即
(方向豎直向上)
導(dǎo)體棒做減速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后,最終勻速運(yùn)動(dòng),加速度為0.加速度的變化區(qū)間為:從到0
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量均為m的A、B兩物塊與勁度系數(shù)為k的輕彈簧兩端相連,置于足夠長(zhǎng)、傾角為30°的斜面上,處于靜止?fàn)顟B(tài),物塊A下表面光滑,物塊B與斜面間的最大靜摩擦力為f,重力加速度為g,現(xiàn)給物塊A施加沿斜面向上的恒力,使A、B兩物塊先后開(kāi)始運(yùn)動(dòng),彈簧始終在彈性限度內(nèi),則( )
A. 當(dāng)物塊B剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧伸長(zhǎng)量最大
B. 在物塊B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)前,物塊A可能一直做加速運(yùn)動(dòng)
C. 物塊A沿斜面向上運(yùn)動(dòng)距離為 時(shí),速度達(dá)到最大
D. 當(dāng)物塊A沿斜面向上運(yùn)動(dòng)距離為 時(shí),物塊B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,K1、K2閉合時(shí),一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的液滴,靜止在電容器的A、B兩平行金屬板間.現(xiàn)保持K1閉合,將K2斷開(kāi),然后將B板向下平移到圖中虛線位置,則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 電容器的電容減小
B. A板電勢(shì)比電路中Q點(diǎn)電勢(shì)高
C. 液滴將向下運(yùn)動(dòng)
D. 液滴的電勢(shì)能增大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中:
(1)部分實(shí)驗(yàn)步驟如下,請(qǐng)完成有關(guān)內(nèi)容:
A.將一根橡皮筋的一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上,另一端綁上兩根細(xì)線.
B.在其中一根細(xì)線上掛上5 個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼,使橡皮筋拉伸,如圖甲所示,記錄_________、細(xì)線的方向和鉤碼的個(gè)數(shù).
C.將步驟B中的鉤碼取下,分別在兩根細(xì)線上掛上4個(gè)和3個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼,用兩光滑硬棒B、C使兩細(xì)線互成角度,如圖乙所示,小心調(diào)整B 、C的位置,使______,并記錄_______、______.
(2)如果力的平行四邊形定則得到驗(yàn)證,那么圖乙中_________.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一個(gè)矩形導(dǎo)線框abcd全部處于水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,繞一豎直固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),如圖所示,ad邊水平向右。導(dǎo)線框轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中磁通量的最大值為Φm產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E,則( )
A. 導(dǎo)線框轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為
B. 當(dāng)穿過(guò)導(dǎo)線框的磁通量為零時(shí),線框的電流方向發(fā)生改變
C. 當(dāng)導(dǎo)線框的磁通量為零時(shí),導(dǎo)線框磁通量的變化率為E
D. 從磁通量最大的位置開(kāi)始計(jì)時(shí),導(dǎo)線框產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為Esin()
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平地面上,物體A、B疊放在斜面體上,物體B受沿斜面向上的力F作用沿斜面勻速上滑,A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,μ<tanθ,且A、B質(zhì)量均為m,則( )
A. A、B保持相對(duì)靜止
B. 地面對(duì)斜面體的摩擦力等于
C. 地面受到的壓力等于(M+2m)g
D. B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】質(zhì)量分別為m1和m2的小車A和小車B放在水平面上,小車A的右端連著一根水平的輕彈簧,處于靜止?fàn)顟B(tài).小車B從右面以某一初速度駛來(lái),與輕彈簧相碰,之后,小車A獲得的最大速度為v.若不計(jì)摩擦和相互作用過(guò)程中的機(jī)械能損失.
(1)求小車B的初速度大。
(2)如果將兩小車A、B的質(zhì)量都增大到原來(lái)的2倍,再讓小車B與靜止的小車A相碰,要使A、B兩小車相互作用過(guò)程中彈簧的最大壓縮量保持不變,小車B的初速度大小又是多大?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某課外活動(dòng)小組用如圖甲所示的裝置做“探究加速度與物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn).圖中A為小車,質(zhì)量為m1,連接在小車后面的紙帶穿過(guò)電火花計(jì)時(shí)器B,它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪C的足夠長(zhǎng)的木板上,物塊P的質(zhì)量為m2,D為彈簧測(cè)力計(jì),實(shí)驗(yàn)時(shí)改變P的質(zhì)量,讀出對(duì)應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F,不計(jì)繩子與滑輪間的摩擦.
(1)下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的操作步驟和實(shí)驗(yàn)方法的說(shuō)法中正確的是________.
A.長(zhǎng)木板和A、C間的繩子都必須保持水平
B.電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)用工作電壓為4~6 V的低壓交流電源,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放小車
C.長(zhǎng)木板的左端應(yīng)適當(dāng)墊高,以平衡摩擦力
D.實(shí)驗(yàn)中P的質(zhì)量m2不必遠(yuǎn)小于小車A的質(zhì)量m1,拉力直接由彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得,且始終為m2g
(2)按照正確的方法調(diào)整好實(shí)驗(yàn)裝置后,某同學(xué)改變P的質(zhì)量做了五次實(shí)驗(yàn),并讀出對(duì)應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F和每次實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶上第1個(gè)點(diǎn)到第10個(gè)點(diǎn)的距離L,記錄在下表中.已知電火花計(jì)時(shí)器所接交流電源的頻率為f.
L/m | 0.051 | 0.099 | 0.149 | 0.201 | 0.250 |
F/N | 1.01 | 1.99 | 2.98 | 4.01 | 5.00 |
根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn),請(qǐng)?jiān)趫D乙中作出L隨F變化的圖象_______,如果L-F圖線是一條________,則說(shuō)明小車的加速度與小車受到的合外力成正比,圖線的斜率的表達(dá)式k=________.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在直角坐標(biāo)系xoy的第一象限中有兩個(gè)全等的直角三角形區(qū)域Ⅰ和Ⅱ,充滿了方向均垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),區(qū)域Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,區(qū)域Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào), C點(diǎn)坐標(biāo)為(4L,3L),M點(diǎn)為OC的中點(diǎn)。質(zhì)量為m帶電量為-q的粒子從C點(diǎn)以平行于y軸方向射入磁場(chǎng)Ⅱ中,速度大小為,不計(jì)粒子所受重力,粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與磁場(chǎng)區(qū)域相切時(shí)認(rèn)為粒子能再次進(jìn)入磁場(chǎng)。
(1)若粒子無(wú)法進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ中,求區(qū)域Ⅱ磁感應(yīng)強(qiáng)度大小范圍;
(2)若粒子恰好不能從AC邊射出,求區(qū)域Ⅱ磁感應(yīng)強(qiáng)度大;
(3)若粒子能到達(dá)M點(diǎn),求區(qū)域Ⅱ磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的所有可能值。
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