【題目】如圖甲所示,足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ所在平面與水平面成30°角,兩導軌的間距l=0.50 m,一端接有阻值R=1.0 Ω的電阻.質量m=0.10 kg的金屬棒ab置于導軌上,與導軌垂直,電阻r=0.25 Ω.整個裝置處于磁感應強度B=1. 0 T的勻強磁場中,磁場方向垂直于導軌平面向下.t=0時刻,對金屬棒施加一平行于導軌向上的外力F,使之由靜止開始運動,運動過程中電路中的電流隨時間t變化的關系如圖乙所示.電路中其他部分電阻忽略不計,g取10 m/s2.求:
(1)4.0 s末金屬棒ab瞬時速度的大小;
(2)3.0 s末力F的大;
(3)已知0~4.0 s時間內電阻R上產生的熱量為0.64 J,試計算F對金屬棒所做的功.
【答案】(1)2.0 m/s.(2)0.85 N(3)3.0 J
【解析】(1)由題圖乙可得:t=4.0 s時,I=0.8 A.
根據I=,E=Blv
解得:v=2.0 m/s.
(2)由I=和感應電流與時間的線性關系可知,金屬棒做初速度為零的勻加速直線運動.
由運動學規(guī)律v=at
解得4.0 s內金屬棒的加速度大小a=0.5 m/s2
對金屬棒進行受力分析,根據牛頓第二定律得:F-mgsin 30°-F安=ma
又F安=BIl
由題圖乙可得,t=3.0 s時,I=0.6 A
解得F安=0.3 N,外力F=0.85 N
(3)根據焦耳定律:Q=I2Rt Q′=I2rt
解得在該過程中金屬棒上產生的熱量Q′=0.16 J
電路中產生的總熱量為:Q總=0.80 J
根據能量守恒定律有:
WF=ΔEp+Q總+mv2
ΔEp=mgxsin 30°
x=at2
解得ΔEp=2.0 J
F對金屬棒所做的功WF=3.0 J
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【題目】如圖所示,物體A、B的質量相等,物體B剛好與地面接觸.現(xiàn)剪斷繩子OA,下列說法正確的是( )
A. 剪斷繩子的瞬間,物體A的加速度為g
B. 彈簧恢復原長時,物體A的速度最大
C. 剪斷繩子后,彈簧、物體A、B和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒
D. 物體運動到最下端時,彈簧的彈性勢能最大
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【題目】發(fā)射地球同步衛(wèi)星時,先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后經點火,使其沿橢圓軌道2運行,最后再次點火,將衛(wèi)星送人同步圓軌道3,軌道1、2相切于Q點,軌道2、3相切于P點.如圖所示,則衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上運行時,以下說法正確的是( )
A. 衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率
B. 衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度
C. 衛(wèi)星在軌道1上經過Q點時的速度等于它在軌道2上經過Q點時的速度
D. 衛(wèi)星在軌道2上經過P點的加速度等于它在軌道3上經過P點時的加速度
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【題目】(1)某同學選擇多用電表的“×1”擋測量一電阻的阻值。正確操作后得到如圖所示的指針情況。則電阻的阻值為__________Ω。
(2)為了精確測量該電阻Rx的阻值,該同學從實驗室找來了下列器材:
電流表A1(040 mA.內阻r1=11.5 Ω)
電流表A2(0100 mA.內阻r2≈5 Ω)
滑動變阻器R(010 Ω)
電源E(電動勢1.5 V、內阻不能忽略)
開關、導線若干
①實驗中要求調節(jié)范圍盡可能大,在方框內畫出符合要求的電路圖,并在圖中注明各元件的符號_______。
②用I1、I2分別表示電流表A1、A2的示數(shù),該同學通過描點得到了如圖所示的I1I2圖像,則電阻的阻值為_____________Ω。
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【題目】如圖所示的半圓形軌道,該軌道是用內壁光滑的薄壁細圓管彎成,放置在豎直平面內,圓半徑比細管內徑大得多,軌道底端與水平地面相切,軌道在水平方向不可移動.彈射裝置將一個小球(可視為質點)從a點水平彈射向b點并進入軌道,經過軌道后從最高點c拋出。已知小球與地面ab段間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,不計其他機械能損失,ab段長L=3m,圓的半徑R=0.1m,小球質量m=0.01kg,軌道質量為M=0.19kg,g取10m/s2,求:
(1)若v0=5m/s,小球從最高點c拋出后的水平射程.
(2)若v0=5m/s,小球經過軌道的最高點c時,管道對小球作用力的大小和方向.
(3)設小球進入軌道之前,軌道對地面的壓力大小等于軌道自身的重力,當v0至少為多少時,小球經過c點時,軌道對地面的壓力為零.
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【題目】如圖所示,輕彈簧的一端固定在豎直墻上,一質量為2m的光滑弧形槽靜止放在足夠長的光滑水平面上,弧形槽底端與水平面相切,一質量為m的小物塊從槽上高h處開始下滑,重力加速度為g,下列說法正確的是
A. 物體第一次滑到槽底端時,槽的動能為
B. 物體第一次滑到槽底端時,槽的動能為
C. 在壓縮彈簧的過程中,物塊和彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒
D. 物塊第一次被彈簧反彈后能追上槽,但不能回到槽上高h處
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【題目】萬有引力定律能夠很好地將天體運行規(guī)律與地球上物體運動規(guī)律具有的內在一致性統(tǒng)一起來。用彈簧秤稱量一個相對于地球靜止的小物體的重量,隨稱量位置的變化可能會有不同的結果。已知地球質量為M,萬有引力常量為G。將地球視為半徑為R質量均勻分布的球體。下列選項中說法正確的是
A. 在赤道地面稱量時,彈簧秤讀數(shù)為
B. 在北極地面稱量時,彈簧秤讀數(shù)為
C. 在北極上空高出地面h處稱量時,彈簧秤讀數(shù)為
D. 在赤道上空高出地面h處稱量時,彈簧秤讀數(shù)為
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【題目】如圖所示,AC是一個用長為L的導線彎成的、以O為圓心的四分之一圓弧,將其放置在與平面AOC垂直的磁感應強度為B的勻強磁場中.當在該導線中通以由C到A,大小為I的恒定電流時,該導線受到的安培力的大小和方向是( )
A. BIL,平行于OC向左
B. ,垂直于AC的連線指向左下方
C. ,平行于OC向右
D. ,垂直于AC的連線.指向左下方
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【題目】如圖(a)所示,在光滑水平面上用恒力F拉質量為1kg的單匝均勻正方形銅線框,在1位置以速度v0=3m/s進入勻強磁場時開始計時t=0,此時線框中感應電動勢為1 V,在t=3s時刻線框到達2位置開始離開勻強磁場.此過程中v-t圖象如圖(b)所示,那么( )
A. 線框右側邊兩端MN間的電壓為0.25V
B. 恒力F的大小為0.5N
C. 線框完全離開磁場的瞬間位置3的速度大小為3m/s
D. 線框完全離開磁場的瞬間位置3的速度大小為1m/s
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