【題目】如圖所示,兩足夠長(zhǎng)平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L,導(dǎo)軌平面與水平面夾角為α,導(dǎo)軌電阻不計(jì),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面斜向上,長(zhǎng)為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R.兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右側(cè)電路,電路中R2為一電阻箱,已知燈泡的電阻RL=4R,定值電阻R1=2R,調(diào)節(jié)電阻箱使R2=12R,重力加速度為g,閉合開(kāi)關(guān)S,現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放,求:
(1)金屬棒下滑的最大速度vm;
(2)當(dāng)金屬棒下滑距離為s0時(shí)速度恰好達(dá)到最大,則金屬棒由靜止下滑2s0的過(guò)程中,整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱;
(3)改變電阻箱R2的值,當(dāng)R2為何值時(shí),金屬棒達(dá)到勻速下滑時(shí)R2消耗的功率最大.
【答案】(1)
(2)
(3)當(dāng),即時(shí),R2消耗的功率最大。
【解析】試題分析:(1)當(dāng)金屬棒勻速下滑時(shí)速度最大,達(dá)到最大時(shí)有
mgsina=F安①
F安=BIL②
I=③
其中 R總=6R④
聯(lián)立①~④式得金屬棒下滑的最大速度⑤
(2)由動(dòng)能定理WG-W安=mvm2⑥
由于WG=2mgs0sinαW安= Q
解得Q =2mgs0sinα-mvm2
將⑤代入上式可得
也可用能量轉(zhuǎn)化和守恒求解:
再將⑤式代入上式得
(3)因金屬棒勻速下滑
故mgsinα = BIL⑦
P2=I22R2 ⑧
聯(lián)立得
即
當(dāng),即時(shí),R2消耗的功率最大。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】用如圖所示的裝置,探究功與物體速度變化的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)時(shí)先適當(dāng)墊高木板,然后由靜止釋放小車,小車在橡皮條彈力的作用下被彈出,沿木板滑行。小車滑行過(guò)程中帶動(dòng)通過(guò)打點(diǎn)計(jì)器的紙帶,記錄其運(yùn)動(dòng)情況。觀察發(fā)現(xiàn)紙帶前面部分點(diǎn)跡疏密不勻,后面部分點(diǎn)跡比較均勻,回答下列問(wèn)題:
(1) 適當(dāng)墊高木板是為__________________________;
(2) 每次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的,為了測(cè)量小車獲得的速度,應(yīng)選用紙帶的____________________________________進(jìn)行測(cè)量(填“不均勻部分”,“均勻部分”,“所有計(jì)數(shù)點(diǎn)”);
(3) 若實(shí)驗(yàn)作了n次,所用橡皮條分別為1根、2根…n根,通過(guò)紙帶求出小車的速度分別為v1、v2…vn,用W表示橡皮條對(duì)小車所做的功,作出的W-v2圖線是一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線,這說(shuō)明W與v的關(guān)系是_________________________________;
(4) 以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中有一項(xiàng)不正確,它是________。
A.每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的規(guī)格要相同,拉伸的長(zhǎng)度要一樣
B.通過(guò)增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對(duì)小車做的功成整數(shù)倍增加
C.某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中,得到一條記錄紙帶。紙帶上打出的點(diǎn),兩端密、中間疏。出現(xiàn)這種情況的原因,可能是沒(méi)有使木板傾斜或傾角太小
D.每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車做功的具體數(shù)值
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)有一足夠長(zhǎng)的寬度為L的金屬導(dǎo)軌,質(zhì)量為m的金屬導(dǎo)體棒ab可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地上下滑動(dòng),且導(dǎo)體棒ab與金屬導(dǎo)軌接觸良好,ab電阻為R,其他電阻不計(jì).導(dǎo)體棒ab由靜止開(kāi)始下落,過(guò)一段時(shí)間后閉合開(kāi)關(guān)S,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒ab仍然做變速運(yùn)動(dòng),則在以后導(dǎo)體棒ab的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是:
A. 導(dǎo)體棒ab做勻變速運(yùn)動(dòng)
B. 導(dǎo)體棒的機(jī)械能守恒
C. 單位時(shí)間內(nèi)克服安培力做的功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D. 導(dǎo)體棒ab最后做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),速度大小為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,邊長(zhǎng)為L的正方形閉合導(dǎo)體線框abcd質(zhì)量為m,在方向水平的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方某高度處自由落下并穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域.線框在下落過(guò)程中形狀不變,ab邊始終保持與磁場(chǎng)邊界線平行,線框平面與磁場(chǎng)方向垂直.已知磁場(chǎng)區(qū)域高度h>L,重力加速度為g,下列判斷正確的是
A. 若ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框做勻速運(yùn)動(dòng),則ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)線框也一定做勻速運(yùn)動(dòng)
B. 若ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框做減速運(yùn)動(dòng),則ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)線框也一定做減速運(yùn)動(dòng)
C. 若進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中線框產(chǎn)生的熱量為mgL,則離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程中線框產(chǎn)生的熱量也一定等于mgL
D. 若進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程線框截面中通過(guò)的電量為q,則離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程線框截面中通過(guò)的電量也一定等于q
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】我國(guó)發(fā)射了一顆地球資源探測(cè)衛(wèi)星,發(fā)射時(shí),先將衛(wèi)星發(fā)射至距離地面50 km的近地圓軌道1上,然后變軌到近地點(diǎn)距離地面50km、遠(yuǎn)地點(diǎn)距離地面1500 km的橢圓軌道2上,最后由軌道2進(jìn)入半徑為7900 km的圓軌道3,軌道1、2相切于P點(diǎn),軌道2、3相切于Q點(diǎn).忽略空氣阻力和衛(wèi)星質(zhì)量的變化,則以下說(shuō)法正確的是
A. 該衛(wèi)星從軌道1變軌到軌道2需要在P處點(diǎn)火減速
B. 該衛(wèi)星在軌道3的速度小于在軌道1的速度
C. 該衛(wèi)星在軌道2上穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),P點(diǎn)的速度小于Q點(diǎn)的速度
D. 該衛(wèi)星穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),在軌道2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)的加速度大于在軌道3上Q點(diǎn)的加速度
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】李華同學(xué)課后做一小實(shí)驗(yàn),在端開(kāi)口的塑料瓶靠近底部的側(cè)面打一個(gè)小孔,用手提住水瓶井按住小孔,往滿水,移開(kāi)手指水就會(huì)從孔中射出。然后他從高處釋放水瓶,在瓶子自由下落過(guò)程中水不再射出(瓶?jī)?nèi)水足夠多),關(guān)于這個(gè)現(xiàn)象的分析,下列說(shuō)法正確的是
A. 水不受重力作用,處于完全失重狀態(tài) B. 水受到重力作用。處于完全失重狀態(tài)
C. 水受到重力作用,處于超重狀態(tài) D. 水不受重力作用,處于超重狀態(tài)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為55∶6,其原線圈兩端接入如圖乙所示的正弦交流電,副線圈通過(guò)電流表與負(fù)載電阻R相連。若交流電壓表和交流電流表都是理想電表,則下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 變壓器輸入電壓的最大值是220V
B. 若電流表的示數(shù)為0.50A,變壓器的輸入功率是12W
C. 原線圈輸入的正弦交變電流的頻率是50Hz
D. 電壓表的示數(shù)是24 V
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示的絕緣細(xì)桿軌道固定在豎直面內(nèi),半徑為R的1/6圓弧段桿與水平段桿和粗糙傾斜段桿分別在A、B兩點(diǎn)相切,圓弧桿的圓心O處固定著一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷,F(xiàn)有一質(zhì)量為m可視為質(zhì)點(diǎn)的帶負(fù)電小球穿在水平桿上,以方向水平向右、大小等于的速度通過(guò)A點(diǎn),小球能夠上滑的最高點(diǎn)為C,到達(dá)C后,小球?qū)⒀貤U返回。若∠COB=30°,小球第一次過(guò)A點(diǎn)后瞬間對(duì)圓弧細(xì)桿向下的彈力大小為,從A至C小球克服庫(kù)侖力做的功為,重力加速度為g。求:
(1)小球第一次到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能;
(2)小球在C點(diǎn)受到的庫(kù)侖力大。
(3)小球返回A點(diǎn)前瞬間對(duì)圓弧桿的彈力。(結(jié)果用m、g、R表示)
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