【題目】如圖所示,足夠長的U形導(dǎo)體框架的寬度l=0.5m,電阻忽略不計(jì),其所在平面與水平面成θ=37°角,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)體框平面,一根質(zhì)量m=0.2kg,有效電阻R=2Ω的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在U形框架上,導(dǎo)體棒與框架間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,導(dǎo)體棒由靜止開始沿框架下滑到剛開始勻速運(yùn)動(dòng),通過導(dǎo)體棒截面的電量共為Q=2C.求:
(1)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度;
(2)導(dǎo)體棒從開始下滑到剛開始勻速運(yùn)動(dòng)這一過程中,導(dǎo)體棒的電阻產(chǎn)生的焦耳熱.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10m/s2)
【答案】
(1)
解:由安培力F安=BIL,I= ,E=BLv,則 F安=
導(dǎo)體棒勻速下滑時(shí),由力平衡得:
mgsin37°=F安+μmgcos37°
代入得:mgsin37°= +μmgcos37°
代入數(shù)據(jù)解得:v=5m/s
(2)
解:設(shè)導(dǎo)體棒由靜止開始沿框架下滑到剛開始勻速運(yùn)動(dòng)下滑的距離為S,
通過導(dǎo)體棒截面的電量 Q= △t,
又 = , = ,
聯(lián)立以上三式得:Q= =
得:S= = m=10m
根據(jù)能量守恒定律,得:
mgSsin37°=Q+ +μmgScos37°
得:Q=mgSsin37°﹣ ﹣μmgScos37°=(0.2×10×10×0.6﹣ ×0.2×52﹣0.5×0.2×10×10×0.8)J=1.5J
根據(jù)功能關(guān)系可知,導(dǎo)體棒的電阻消耗的電功為:W=Q=1.5J
【解析】(1)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)下滑時(shí),受到重力、支持力、滑動(dòng)摩擦力、安培力而平衡,推導(dǎo)出安培力與速度關(guān)系式,由平衡條件求出速度.(2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律推出電量與距離的關(guān)系,由電量求出導(dǎo)體棒下滑的距離S,再根據(jù)能量守恒求解電功.
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了安培力和焦耳定律的相關(guān)知識(shí)點(diǎn),需要掌握安培力做功與路徑有關(guān),繞閉合回路一周,安培力做的功可以為正,可以為負(fù),也可以為零,而不像重力和電場(chǎng)力那樣做功總為零;焦耳定律:Q=I2Rt,式中Q表示電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,單位是J.焦耳定律無論是對(duì)純電阻電路還是對(duì)非純電阻電路都是適用的才能正確解答此題.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】等腰三角形內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),它的底邊在x軸上且長為2L,高為L,t=0時(shí)刻,邊長為L的正方形導(dǎo)線框從圖示位置沿x軸勻速穿過磁場(chǎng),取順時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较颍瑒t能夠正確表示導(dǎo)線框中電流﹣位移(i﹣x)關(guān)系的是( )
A.
B.
C.
D.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,半徑相同、質(zhì)量分布均勻的圓柱體A和半圓柱體B靠在一起,A表面光滑,重力為G,B表面粗糙,A靜止在平面上,現(xiàn)過A的軸心施以水平作用力F,可緩慢的將A拉離平面一直滑到B的頂端,整個(gè)過程中,B始終處于靜止?fàn)顟B(tài),對(duì)該過程分析,下列說法正確的是( )
A. 開始時(shí)拉力F最大為G,以后逐漸減小為0
B. A、B間的壓力開始最大為2G,而后逐漸減小到G
C. 地面受到B的壓力逐漸增大
D. 地面對(duì)B的摩擦力逐漸增大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在汽缸內(nèi),如圖所示水平放置.活塞的質(zhì)量m=20 kg,橫截面積S=100cm2 , 活塞可沿汽缸壁無摩擦滑動(dòng)但不漏氣,開始使汽缸水平放置,活塞與汽缸底的距離L1=12cm,離汽缸口的距離L2=4cm.外界氣溫為27℃,大氣壓強(qiáng)為1.0×105 Pa,將汽缸緩慢地轉(zhuǎn)到開口向上的豎直位置,待穩(wěn)定后對(duì)缸內(nèi)氣體逐漸加熱,使活塞上表面剛好與汽缸口相平,已知g=10 m/s2 , 求:
①此時(shí)氣體的溫度為多少;
②在對(duì)缸內(nèi)氣體加熱的過程中,氣體膨脹對(duì)外做功,同時(shí)吸收Q=390J的熱量,則氣體增加的內(nèi)能△U多大.
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【題目】如圖為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置.
(1)將圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)畫完整.
(2)如果在閉合電鍵時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下,那么合上電鍵后可能出現(xiàn)的情況有:
a.將A線圈迅速插入B線圈時(shí),靈敏電流計(jì)指針將向偏轉(zhuǎn)一下.
b.A線圈插入B線圈后,將滑動(dòng)變阻器觸頭迅速向左拉時(shí),靈敏電流計(jì)指針將向偏轉(zhuǎn)一下.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)把兩個(gè)大小不同的物體用細(xì)線連接,中間夾一被壓縮的彈簧,如圖所示,將這一系統(tǒng)置于光滑的水平桌面上,燒斷細(xì)線,觀察物體的運(yùn)動(dòng)情況,進(jìn)行必要的測(cè)量,探究物體間相互作用時(shí)的不變量.
(1)該同學(xué)還必須有的器材是__________________;
(2)需要直接測(cè)量的數(shù)據(jù)是_____________________;
(3)根據(jù)課堂探究的不變量,本實(shí)驗(yàn)中表示碰撞前后不變量的表達(dá)式應(yīng)為__________________.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】用水平拉力F拉著一物體在一水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻起力F隨時(shí)間均勻減小,方向不變,物體所受的摩擦力f隨時(shí)間變化的圖象如圖中實(shí)線所示.則該過程對(duì)應(yīng)的v﹣t圖象是( )
A.
B.
C.
D.
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【題目】“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)如圖甲所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn),OB與OC為細(xì)繩.圖乙顯示的是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖.
(1)圖乙中的______是力F1和F2的合力的理論數(shù)值;______是力F1和F2的合力的實(shí)際測(cè)量值.
(2)除已有的器材(方木板、白紙、細(xì)繩套、刻度尺、三角尺、圖釘和鉛筆)外,還必須有________和____________.
(3)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是(______)
A.理想實(shí)驗(yàn)法 B.等效替代法 C.控制變量法 D.物理模型法
(4)下面的措施中,哪些是有利于減小誤差,提高實(shí)驗(yàn)的精度(_________)
A.橡皮條彈性要好,拉力要適當(dāng)大些
B.兩個(gè)分力F1、F2間的夾角要盡量大些
C.拉橡皮條時(shí),橡皮條細(xì)繩和彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)平行貼近木板
D.拉橡皮條的細(xì)繩要細(xì)長,描出細(xì)繩拉力方向時(shí),要在細(xì)繩正下方,稍遠(yuǎn)的距離描點(diǎn)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,滑塊A置于水平地面上,滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直),此時(shí)A恰好不滑動(dòng),B剛好不下滑。已知 ,A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。則A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)是( )
A. 0.2 B. 0.5 C. 0.6 D. 0.4
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