【題目】如圖所示,光滑導軌MN和PQ固定在同一水平面上,兩導軌間距為L,兩端分別接有阻值均為R的定值電阻R1和R2.兩導軌間有一邊長為的正方形區(qū)域abcd,該區(qū)域內有方向豎直向下的勻強磁場,磁感應強度為B.一質量為m的金屬桿與導軌接觸良好并靜止于ab處,現(xiàn)用一恒力F沿水平方向拉桿,使之由靜止起向右運動,若桿出磁場前已做勻速運動,不計導軌及金屬桿的電阻.求:
(1)金屬桿出磁場前的瞬間流過R1的電流大小和方向;
(2)金屬桿做勻速運動時的速率;
(3)金屬桿穿過整個磁場過程中R1上產(chǎn)生的電熱.
【答案】(1)金屬桿出磁場前的瞬間流過的電流大小為,方向從M到P;
(2)金屬桿做勻速運動時的速率是;
(3)金屬桿穿過整個磁場過程中上產(chǎn)生的電熱是﹣.
【解析】
試題(1)桿出磁場前已做勻速運動,恒力F與安培力平衡,由安培力公式F=BIL和平衡條件求解;
(2)桿產(chǎn)生的感應電動勢E=Bv,又根據(jù)閉合歐姆定律得到E=I,聯(lián)立可求得速度v;
(3)金屬桿穿過整個磁場過程中,F(xiàn)做功為F,桿獲得的動能為,根據(jù)能量守恒定律求解回路中產(chǎn)生的總熱量,根據(jù)兩個電阻并聯(lián)求解上產(chǎn)生的電熱.
解:(1)設流過金屬桿中的電流為I,由平衡條件得:
F=BI
解得,I=
因=,所以流過的電流大小為I1==
根據(jù)右手定則判斷可知,電流方向從M到P.
(2)設桿做勻速運動的速度為v,由法拉第電磁感應定律得:
桿切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢大小為 E=Bv
又根據(jù)閉合歐姆定律得到E=I,
可解得v=
(3)設整個過程電路中產(chǎn)生的總電熱為Q,根據(jù)能量守恒定律得:
Q=F﹣
代入v可得Q=﹣
∴Q1=Q=﹣
答:
(1)金屬桿出磁場前的瞬間流過的電流大小為,方向從M到P;
(2)金屬桿做勻速運動時的速率是;
(3)金屬桿穿過整個磁場過程中上產(chǎn)生的電熱是﹣.
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【題目】如圖所示,質量為4.0 kg的物體A靜止在豎直的輕彈簧上,質量為6.0kg的物體B用細線懸掛在天花板上.B與A剛好接觸但不擠壓,現(xiàn)將細線剪斷,則剪斷后瞬間,下列結果正確的是(g取10m/s2 )
A. A的加速度的大小為1m/s2
B. B的加速度的大小為6m/s2
C. 彈簧的彈力大小為60N
D. A、B間相互作用力的大小為24 N
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【題目】在用“DIS研究溫度不變時,一定質量的氣體壓強與體積的關系”實驗中,4個同學在常溫(約20℃)下根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的圖線,在圖中分別用a,b,c,d表示,則實驗中操作符合規(guī)范,結果正確的圖線是____;若在實驗中用手握住注射器壓縮氣體,則實驗結果為圖線_____;本實驗用的傳感器是______.
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【題目】如圖所示,帶鐵芯的、電阻較小的線圈L和燈泡并朕,當閉合開關S后,燈正常發(fā)光,下列說法中正確的是( )
A. 當斷開S時,燈立即熄滅
B. 當斷開S時,燈突然閃亮后熄滅
C. 若用阻值與線圈L相同的電阻取代L接入電路,當斷開S時,燈立即熄滅
D. 若用阻值與線圈L相同的電阻取代L接入電路,當斷開S時,燈突然閃亮后熄滅
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【題目】某同學做“測勻變速直線運動的加速度”的實驗裝置如圖甲所示。一小車放在水平長木板上,左側拴有一細軟線,跨過固定在木板邊緣的滑輪與一重物相連,小車右側與穿過電火花計時器的紙帶相連,在重物牽引下,小車在木板上向左運動。下圖給出了電火花計時器在紙帶上打出的一些計數(shù)點,相鄰的兩個計數(shù)點間還有4個點沒畫出,電火花計時器所用的交流電頻率為50Hz.
(1)該同學進行了以下實驗操作步驟,其中錯誤的步驟是___
A. 將打點計時器固定在長木板有滑輪一端,并接好電路
B. 將紙帶固定在小車尾部,并穿過打點計時器的限位孔
C. 把一條細繩拴在小車上,細繩跨過定滑輪,下面吊著適當重的鉤碼
D. 拉住紙帶,將小車移到靠近打點計時器的一端后,放開紙帶,再接通電源
(2)根據(jù)紙帶(圖乙)可以計算各點的瞬時速度及小車加速度,現(xiàn)計算第2點的瞬時速度:v2=___m/s,小車的加速度為a=___m/s2.(結果取三位有效數(shù)字)
(3)另一同學利用如圖丙所示的裝置測定導軌上滑塊運動的加速度,滑塊上安裝了寬度為d的遮光板。滑塊在牽引力作用下先后通過兩個光電門A.B,配套的數(shù)字毫秒計(圖中未畫出)記錄了遮光板通過第一個光電門A的時間為△t,則滑塊通過第一個光電門的速度表達式為vA=___.若已知滑塊通過兩光電門速度分別為vA、vB,兩個光電門A.B間距離為L,則滑塊的加速度表達式為α=___.(用題中字母表示)
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【題目】屋檐隔一定時間滴下一滴水,當?shù)?/span>5滴正欲滴下時,第1滴剛好落到地面,而第3滴與第2滴分別位于高1m 的窗子的上、下沿,如圖所示,g=10m/s,則此屋檐離地面的距離為
A. 2.2mB. 3.0mC. 2.5 mD. 3.2m
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【題目】如圖所示的軌道由位于豎直平面的圓弧軌道和水平軌道兩部分相連而成。水平軌道的右側有一質量為m的滑塊與輕質彈簧的一端相連,彈簧的另一端固定在豎直的墻M上,彈簧處于原長時,滑塊C在P點處;在水平軌道上方O處,用長為L的細線懸掛一質量為m的小球B,B球恰好與水平軌道相切于D點,并可繞D點在豎直平面內擺動。質量為m的滑塊A由圓弧軌道上靜止釋放,進入水平軌道與小球B發(fā)生彈性碰撞。P點左方的軌道光滑、右方粗糙,滑塊A、C與PM段的動摩擦因數(shù)均為,其余各處的摩擦不計,A、B、C均可視為質點,重力加速度為。
(1)若B球能與滑塊A再次發(fā)生彈性碰撞且使滑塊A向右運動,則A至少要從距水平軌道多高的地方開始釋放?
(2)在(1)中算出的最小高度處由靜止釋放A,經(jīng)一段時間A與C相碰,設碰撞時間極短,碰后一起壓縮彈簧,彈簧最大壓縮量為,求彈簧的最大碳性勢能。
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【題目】在一些學校教室為了保證照明條件,采用智能照明系統(tǒng),在自然光不足時接通電源啟動日光燈,而在自然光充足時,自動關閉日光燈,其原理圖如圖所示。R為一光敏電阻,L為一帶鐵芯的螺線管,在螺線管上方有一用細彈簧系著的輕質銜鐵,一端用鉸鏈固定在墻上可以自由轉動,另一端用一絕緣棒鏈接兩動觸頭。有關這套智能照明系統(tǒng)工作原理描述正確的是( )
A. 光照越強,光敏電阻阻值越大,銜鐵被吸引下來
B. 在光線不足時,光敏電阻阻值變大,銜鐵被彈簧拉上去
C. 上面兩接線柱應該和日光燈電路連接
D. 下面兩接線柱應該和日光燈電路連接
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【題目】利用力傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機可以對快速變化的力的特性進行研究。如圖甲所示用彈性輕繩將小球掛在力傳感器的O點。在某次實驗中,將小球舉到懸點O處,然后靜止釋放小球,此后小球始終在豎直方向上運動,用計算機繪得細繩的拉力隨時間變化的圖象如圖乙所示。則在小球運動過程中,下列說法正確的是
A. 時刻小球速率最大
B. 時刻小球動能為零
C. 、時刻小球速度相同
D. 小球和輕繩組成的系統(tǒng)在運動過程中機械能守恒
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