【題目】如圖所示PQ、MN為足夠長的兩平行金屬導軌,它們之間連接一個阻值R=8Ω的電阻,導軌間距為L=1m。一質(zhì)量m=0.1kg,電阻r=2Ω,長約1m的金屬桿水平放置在導軌上,它與導軌的滑動摩擦因數(shù).導軌平面的傾角為θ=30°,在垂直導軌平面方向有勻強磁場,磁感應強度B=0.5T,現(xiàn)讓金屬桿AB由靜止開始下滑,已知桿AB從靜止開始到恰好作勻速運動的過程中沿軌道下滑距離s=20m,g=10m/s2求:
(1)桿AB下滑速度為2m/s時的加速度大。
(2)桿AB下滑的最大速度vm;
(3)桿AB從靜止開始到恰好作勻速運動的過程中R上產(chǎn)生的熱量。
【答案】(1)1.5m/s2;(2)8m/s;(3)0.64J
【解析】
(1)由牛頓第二定律、安培力公式與閉合電路歐姆定律及摩擦力表達式,列出方程即可求解。
(2)當AB桿加速度減至為零時,速度達到最大,從而根據(jù)方程計算,即可求解。
(3)根據(jù)法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、電量表達式從而列出面積與電量、電阻及磁場、桿的長度關(guān)系,再由能量守恒關(guān)系,即可求解。
(1)取AB桿為研究對象其受力分析
沿斜面方向: ①
垂直斜面方向: ②
摩擦力 ③
安培力 ④
⑤
⑥
聯(lián)立上面①②③④⑤⑥解得:
當 時
(2)由上問可知 ,故AB做加速度減小的加速運動
當時,
(3)從靜止開始到運速運動過程中
設兩電阻發(fā)熱和為QR+Qr
由能量守恒可知
又
聯(lián)立 解得
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【題目】如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體,由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C。氣體處在狀態(tài)A時,溫度為tA =-227℃,取latm=1.0x105 Pa,絕對零度為-273℃,求:
(i)氣體在狀態(tài)B時的溫度tB
(ii)從狀態(tài)A到狀態(tài)C過程,氣體從外界吸收的熱量。
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【題目】讓一根均勻軟繩的繩端M點在垂直于軟繩的方向上做簡諧運動,軟繩上會形成橫波波形,如圖甲所示。已知軟繩端點M的振動圖像如圖乙。觀察發(fā)現(xiàn),當t=1s時,軟繩上各點都已經(jīng)開始振動。在t=1.1s時刻,M、N平衡位置之間只有一個波峰,且N點處在平衡位置,M、N兩點平衡位置之間距離d=0.6m。求:
①波長和傳播速度;
②從端點M起振開始計時,繩上N點第五次運動到波峰位置的時間。
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【題目】如圖所示,已知電源電動勢E=5 V,內(nèi)阻r=2 Ω,定值電阻R1=0.5 Ω,滑動變阻器R2的阻值范圍為0~10 Ω.求:
(1)當滑動變阻器R2的阻值為多大時,電阻R1消耗的功率最大?最大功率是多少?
(2)當滑動變阻器的阻值為多大時,滑動變阻器消耗的功率最大?最大功率是多少?
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【題目】如圖為模擬遠距離輸電的部分測試電路。a、b端接電壓穩(wěn)定的正弦交變電源,定值電阻阻值分別為R1、R2,且R1<R2,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為k且k<1,電流表、電壓表均為理想表,其示數(shù)分別用I和U表示。當向下調(diào)節(jié)滑動變阻器R3的滑動端P時,電流表、電壓表示數(shù)變化分別用ΔI和ΔU表示。則以下說法正確的是
A. B. =R2
C. 電源的輸出功率一定減小D. 電壓表示數(shù)一定增加
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【題目】一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機,如圖所示表示它的發(fā)電原理:將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和負電的粒子,而從整體來說呈中性)沿圖中所示方向噴射入磁場,磁場中有兩塊金屬板A、B,這時金屬板上就聚集了電荷.在磁極配置如圖中所示的情況下,下列說法中正確的是:
A. A板帶正電
B. 有電流從b經(jīng)用電器流向a
C. 金屬板A、B間的電場方向向下
D. 等離子體發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是離子所受洛倫茲力小于所受電場力
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【題目】輕質(zhì)彈簧原長為2l,將彈簧豎直放置在地面上,在其頂端將一質(zhì)量為5m的物體由靜止釋放,當彈簧被壓縮到最短時,彈簧長度為l,F(xiàn)將該彈簧水平放置,一端固定在A點,另一端與物塊P接觸但不連接。AB是長度為5l的水平軌道,B端與半徑為l的光滑半圓軌道BCD相切,半圓的直徑BD豎直,如圖所示。物塊P與AB簡的動摩擦因數(shù)μ=0.5。用外力推動物塊P,將彈簧壓縮至長度l,然后釋放,P開始沿軌道運動,重力加速度大小為g。
(1)若P的質(zhì)量為m,求P到達B點時速度的大小,以及它離開圓軌道后落回到AB上的位置與B點間的距離;
(2)若P能滑上圓軌道,且仍能沿圓軌道滑下,求P得質(zhì)量的取值范圍。
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【題目】兩傾斜的平行桿上分別套著a、b兩相同圓環(huán),兩環(huán)上均用細線懸吊著相同的小球,如圖所示。當它們都沿桿向下滑動,各自的環(huán)與小球保持相對靜止時,a的懸線與桿垂直,b的懸線沿豎直方向,下列說法正確的是
A. a環(huán)與桿有摩擦力
B. d球處于失重狀態(tài)
C. 桿對a、b環(huán)的彈力大小相等
D. 細線對c、d球的彈力大小可能相等
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【題目】某研究性學習小組設計的測量電源電動勢E和內(nèi)阻r的電路如圖所示,E’是輔助電源,A、B兩點間有一靈敏電流計G。
(1)實驗步驟如下:
(i)閉合開關(guān)S1、S2,靈敏電流計G的示數(shù)不為零,根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向知道電流從A流向B,可以判斷這時A、B兩點的電勢_____ (填“大于”、“小于”或“等于”);調(diào)節(jié)R和R’使得靈敏電流計G的示數(shù)為零,讀出電流表和電壓表的示數(shù)I1和U1。
(ii)改變滑動變阻器R、R’的阻值,重新使得靈敏電流計G的示數(shù)為零,讀出電流表和電壓表的示數(shù)I2和U2。
(iii)重復(ii)中的操作,得到了多組I、U,并做出了如圖所示的圖象。
(2)由圖象可以得出電源的電動勢E測=_____V,內(nèi)阻r測=_____Ω。(結(jié)果均保留2位小數(shù))。
(3)若不計偶然誤差因素的影響,經(jīng)理論分析可得,E測____E真(填“大于”、“小于”或“等于”),r測____r真(填“大于”、“小于”或“等于”)。
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