【題目】下圖是導軌式電磁炮實驗裝置示意圖.兩根平行長直金屬導軌沿水平方向固定,其間安放金屬滑塊(即實驗用彈丸).滑塊可沿導軌無摩擦滑行,且始終與導軌保持良好接觸.電源提供的強大電流從一根導軌流入,經過滑塊,再從另一導軌流回電源.滑塊被導軌中的電流形成的磁場推動而發(fā)射.在發(fā)射過程中,該磁場在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強磁場,方向垂直于紙面,其強度與電流的關系為B=kL,比例常數(shù)k=2.5×10-6T/A.
已知 兩導軌內側間距l=1.5cm,滑塊的質量m=30g,滑塊沿導軌滑行5m后獲得的發(fā)射速度v=3.0km/(此過程視為勻加速運動).
⑴求發(fā)射過程中電源提供的電流強度;
⑵若電源輸出的能量有4%轉換為滑塊的動能,則發(fā)射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大?
⑶若此滑塊射出后隨即以速度v沿水平方向擊中放在水平面上的砂箱,它嵌入砂箱的深度為s/.設砂箱質量為M,滑塊質量為m,不計砂箱與水平面之間的摩擦,求滑塊對砂箱平均沖擊力的表達式.
【答案】⑴8.5×105A ⑵P=1.0×109W,U=1.2×103V ⑶
【解析】
(1)由勻加速運動公式a= =9×105m/s2
由安培力公式和牛頓第二定律,有F=IBl=kI2l
F=ma
因此I= =8.5×105A
即發(fā)射過程中電源提供的電流強度為8.5×105A。
(2)滑塊獲得的動能是電源輸出能量的4%,即:P△t×4%=mv2
發(fā)射過程中電源供電時間
因而,所需的電源輸出功率為
由功率P=IU,解得輸出電壓:U=P/I=1.2×103V
即發(fā)射過程中電源的輸出功率為1.0×109W、輸出電壓為1.2×103V。
(3)分別對砂箱和滑塊用動能定理,有
fsM=MV2
f'sm=mV2-mv2
由牛頓定律f=-f'和相對運動sm=sM+s'
再由動量守恒定律
mv=(m+M)V
聯(lián)立求得fs′=mv2
故平均沖擊力
即滑塊對砂箱平均沖擊力為。
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一平直公路上有三個路標o、m、n,且om =3 m、mn =5m。一輛汽車在該路段做勻加速直線運動依次通過o、m、n三個路標,已知汽車在相鄰兩路標間的速度增加量相同,均為△v =2 m/s,則下列說法中正確的是( )
A.汽車在om段的平均速度大小為4 m/s
B.汽車從m處運動到n處的時間為2 s
C.汽車在該路段行駛的加速度大小為2 m/s2
D.汽車經過o處時的速度大小為1 m/s
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】豎直放置的一對平行金屬板的左極板上用絕緣線懸掛了一個帶正電的小球,將平行金屬板按圖所示的電路圖連接,絕緣線與左極板的夾角為θ,當滑動變阻器R的滑片在a位置時,電流表的讀數(shù)為I1,夾角為θ1;當滑片在b位置時,電流表的讀數(shù)為I2,夾角為θ2,則( )
A. θ1<θ2,I1<I2 B. θ1>θ2,I1>I2
C. θ1=θ2,I1=I2 D. θ1<θ2,I1=I2
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一個未知電阻Rx,阻值大約為10kW—20kW.為了較為準確的測定其電阻值,實驗室中有如下器材:
電壓表V1 (量程3V、內阻約為3kW)
電壓表V2 (量程15V、內阻約為15 kW)
電流表A1 (量程200mA、內阻約為100W)
電流表A2 (量程5mA、內阻約為10W)
電流表A3 (量程0.6A、內阻約為1W)
電源 電動勢為3V
滑動變阻器R的最大阻值為200W
開關S
a.在實驗中電壓表量程應選____, 電流表應選_____。
b.為了盡可能減少誤差,請你在虛線框中畫出本實驗的電路圖______。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】.加速度計是測定物體加速度的儀器,在現(xiàn)代科技中,它已成為導彈、飛機、潛艇和宇宙飛船制導系統(tǒng)的信息源.圖14-15所示為應變式加速度計,當系統(tǒng)加速時,加速度計中的敏感元件也處于加速狀態(tài),敏感元件由彈簧連接并架在光滑支架上,架與待測系統(tǒng)固定在一起.敏感元件下端滑動臂可在滑動變阻器R上自由滑動,當系統(tǒng)加速運動時,敏感元件發(fā)生位移,并轉換為電信號輸出.已知敏感元件的質量為m,兩側彈簧的勁度系數(shù)均為k,電源電動勢為E,內阻為r,滑動變阻器的總阻值為R,有效長度為L,調整接點C的位置,使靜態(tài)時輸出電壓為零.
(1)當系統(tǒng)做勻加速運動時,試寫出加速度a與電壓表示數(shù)U的對應關系,以便重新刻制到電壓表表盤,使它成為直接讀加速度值的加速度計;
(2)為什么C點設置在電阻絲AB的中間?對電壓表的零刻度在表盤上的位置應有什么要求?表盤的加速度刻度是否均勻?
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在“研究勻變速直線運動”的實驗中,打點計時器使用的交流電源的周期為0.02s,記錄小車運動的紙帶如圖所示,在紙帶上選擇5個計數(shù)點A、B、C、D、E,相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出,各點到A點的距離依次是2.0cm、5.0cm、9.0cm、14.0cm.
(1)小車在B點的速度為vB=________m/s;
(2)小車運動的加速度為________m/s2.
(3)如果實驗中交變電流的周期小于0.02s,而做實驗的同學并不知道,那么加速度的測量值比實際值_______(填“偏大”或“偏小”).
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一小球以速度從傾角為的斜面頂端A處水平拋出,垂直落到在斜面底端與斜面垂直的擋板上的B點,已知重力加速度為g,,,則下列說法正確的是( )
A. 小球到達B點的速度大小為
B. 斜面的長度為
C. 小球到達B點時重力的瞬時功率為
D. B點到水平面的高度為
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,一帶正電的點電荷固定于O點,兩虛線圓均以O為圓心,兩實線分別為帶電粒子M和N先后在電場中運動的軌跡,a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點。不計重力。下列說法說法正確的是
A. M帶負電荷,N帶正電荷
B. M在b點的動能小于它在a點的動能
C. N在d點的電勢能等于它在e點的電勢能
D. N在從c點運動到d點的過程中克服電場力做功
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一電動汽車裝備了具有“全力自動剎車”功能的城市安全系統(tǒng),當車速v≤10m/s、且與前方靜止的障礙物之間的距離接近安全距離時,如果司機未采取制動措施,系統(tǒng)就會立即啟動“全力自動剎車”,使電動汽車避免與障礙物相撞。在上述條件下,若某一電動汽車以10m/s的速度在一條平直公路上行駛,啟動了“全力自動剎車”后其加速度大小為4m/s2,則從開始經1s與3s過程中,汽車的位移之比為 ( )
A. 1:3 B. 2:3 C. 1:6 D. 16:25
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網違法和不良信息舉報平臺 | 網上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com