【題目】如圖所示,兩個電阻不計的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置,傾角為 30°,導(dǎo)軌間距為 L=1 m,頂端用阻值為 R=8Ω的定值電阻相連。虛線上方存在垂直于導(dǎo)軌所在平面向上的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為 B=1T。質(zhì)量為 mA=0.1kg 的 A 導(dǎo)體棒在磁場中距虛線 l=2m 處,A 棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μA= ,質(zhì)量為mB=0.2kg 的 B 導(dǎo)體棒在虛線處,與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μB= ,兩導(dǎo)體棒的阻值均為 R=8Ω。將 A、B 棒同時由靜止釋放,A 棒到達虛線前已勻速運動,g=10 m/s2,運動過程中A、B 棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好。求:
(1)從開始運動到 A、B 棒相碰,電路中產(chǎn)生的焦耳熱為多少?
(2)A、B 棒相遇發(fā)生彈性碰撞(認為碰 B 后立即離開磁場),碰后瞬間 A 棒中電流大小是多少?
(3)A 棒從開始運動至到達虛線處的時間為多少?
【答案】(1)Q總= J;(2);(3)t= s
【解析】
(1)A棒在磁場中下滑時,B棒與定值電阻并聯(lián)后與A棒串聯(lián),R總=
A棒勻速運動時產(chǎn)生電動勢E=BLv0
A中的電流I=
A 棒勻速運動時,有 mAgsin30°=μAmAgcos30°+BIL
聯(lián)立解得v0=3m/s
A棒從靜止釋放到到達虛線處,對A有:
mAglsin30°=μAmAglcos30°+
解得Q總=J
(2)由題知B棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μB=,有mBgsin 30°<μBmBgcos 30°,因此在兩棒相碰前B棒靜止在虛線處
A、B棒發(fā)生彈性碰撞,設(shè)碰后A、B棒的速度分別為vA和vB,有
mAv0=mAvA+mBvB
解得 vA=-1m/s,
vB=2m/s
A棒運動時產(chǎn)生電動勢EA=BLvA=1V
(3)A棒在磁場中運動時,設(shè)某瞬間的速度大小為,取很短時間△t,安培力為Fi=BiL
安培力在△t時間內(nèi)沖量大。
=
對等式兩側(cè)同時求和有
設(shè)從A棒開始運動至到達虛線處的運動時間為t,由動量定理有:
(mAgsin30°-μAmAgcos30°)t-
解得t=s
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【題目】在一些學(xué)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(guān)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(zhì)銜鐵,一端用鉸鏈固定在墻上可以自由轉(zhuǎn)動,另一端用一絕緣棒鏈接兩動觸頭。有關(guān)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(yīng)該和日光燈電路連接
D. 下面兩接線柱應(yīng)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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【題目】如圖所示是某物體做直線運動的v2-x(其中v為速度,x為位置坐標(biāo)),下列關(guān)于物體從x=0動至x=x0過程分析,其中正確的是( )
A.該物體做勻加速直線運動
B.該物體的加速度大小為
C.當(dāng)該物體速度大小為,位移大小為
D.當(dāng)該物體位移大小為,速度大小為
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【題目】在物理學(xué)發(fā)展過程中,許多科學(xué)家做出了杰出的貢獻,下列說法正確的是
A. 奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流間的相互作用規(guī)律
B. 伽利略提出了行星運動定律后,牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律
C. 安培根據(jù)通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場的相似性,提出了分子電流假說
D. 法拉第觀察到,在通有恒定電流的靜止導(dǎo)線附近的固定導(dǎo)線圖中,會出現(xiàn)感應(yīng)電流
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【題目】如圖所示的是某同學(xué)繪出的一個沿直線運動的物體,其加速度a、速度v、位移x隨時間t變化的圖象,該物體在t=0的速度均為零,則能表示該物體在前6s內(nèi)位移的大小等于路程的圖象是( )
A. B. C. D.
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【題目】甲、乙兩列簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中相向傳播并相遇,在時刻兩列波的位置如圖所示。若兩列波的周期分別為和,則
A. 這兩列波相遇時能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象
B. 這兩列波將同時到達坐標(biāo)原點
C. 在時刻,處質(zhì)點受到的回復(fù)力為零
D. 在時刻,處質(zhì)點的位移為零
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【題目】如圖所示,豎直平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ上端接有電阻R,金屬桿ab質(zhì)量為m,跨在平行導(dǎo)軌上,垂直導(dǎo)軌平面的水平勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,不計ab與導(dǎo)軌電阻及一切摩擦,且ab與導(dǎo)軌接觸良好。若ab桿在豎直向上的外力F作用下勻速上升,則以下說法正確的是( )
A. 拉力F所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的熱量
B. 桿ab克服安培力做的功等于電阻R上產(chǎn)生的熱量
C. 電流所做的功等于重力勢能的增加量
D. 拉力F與重力做功的代數(shù)和等于電阻R上產(chǎn)生的熱量
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【題目】如圖所示是磁盤的磁道,磁道是一些不同半徑的同心圓。為了數(shù)據(jù)檢索的方便,磁盤格式化時要求所有磁道儲存的字節(jié)與最內(nèi)磁道的字節(jié)相同,最內(nèi)磁道上每字節(jié)所占用磁道的弧長為L.已知磁盤的最外磁道半徑為R,最內(nèi)磁道的半徑為r,相鄰磁道之間的寬度為d,最外磁道不儲存字節(jié)。電動機使磁盤以每秒n圈的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動,磁頭在讀寫數(shù)據(jù)時保持不動,磁盤每轉(zhuǎn)一圈,磁頭沿半徑方向跳動一個磁道,不計磁頭轉(zhuǎn)移磁道的時間。下列說法正確的是( 。
A.相鄰磁道的向心加速度的差值為
B.最內(nèi)磁道的一個字節(jié)通過磁頭的時間為
C.讀完磁道上所有字節(jié)所需的時間為
D.若r可變,其他條件不變,當(dāng),時磁盤儲存的字節(jié)最多
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