【題目】如圖所示,處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌相距1m,導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°角,下端連接阻值為R的電阻.勻強磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直,質(zhì)量為0.2kg、電阻不計的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25.(g取10m/s2,sin37°=0.6, cos37°=0.8)
(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時的加速度大小.
(2)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時,電阻R消耗的功率為8W,求該速度的大小.
(3)在上問中,若R=2Ω,金屬棒中的電流方向由a到b,求磁感應(yīng)強度的大小與方向.
【答案】(1)a=4m/s2 (2)v=10m/s (3)B=0.4T, 磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上
【解析】(1)金屬棒開始下滑的初速為零,由牛頓第二定律得:
mgsinθ-μmgcosθ=ma…①
由①式解得:a=g(sinθ-μcosθ)=10×(0.6-0.25×0.8)m/s2=4m/s2…②
故金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時的加速度大小為4m/s2.
(2)設(shè)金屬棒運動達(dá)到穩(wěn)定時,速度為v,所受安培力為F,
棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡,由平衡條件得:mgsinθ-μmgcosθ-F=0…③
此時金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻R消耗的電功率:P=Fv…④
由③、④兩式解得: …⑤
故當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時,棒的速度大小為10m/s.
(3)設(shè)電路中電流為I,兩導(dǎo)軌間金屬棒的長為l,磁場的磁感應(yīng)強度為B,感應(yīng)電流為: …⑥
功率為:P=I2R…⑦
由⑥、⑦兩式解得: …⑧
故磁感應(yīng)強度的大小為0.4T,方向垂直導(dǎo)軌平面向上.
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【題目】在“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中,有下列實驗歲驟:
①往淺盤里倒入約2cm深的水,待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上;
②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形狀穩(wěn)定;
③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上,計算出油膜的面積,根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大。
④將的油酸溶于酒精,制成的油酸酒精溶液。用注射器油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,記下50滴油酸酒精溶液的體積約為1
⑤將玻璃板放在淺盤上,然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上。
完成下列填空:
(1)上述步驟中,正確的順序是______________(填寫步驟前面的數(shù)字);
(2)若測得所形成的油膜的面積是由此估算出油酸分子的直徑為______m(結(jié)果保留一位有效數(shù)字0.
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【題目】如圖所示,某小型水電站發(fā)電機的輸出功率為10 kW,輸電電壓為400 V,向距離較遠(yuǎn)的用戶供電,為了減少電能損失,使用2 kV高壓輸電,最后用戶得到220 V、9.5 kW的電,求:
(1)水電站升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比;
(2)輸電線路導(dǎo)線電阻R;
(3)用戶降壓變壓器、原副線圈匝數(shù)比。
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【題目】水平面上一物體從靜止開始,沿直線先做勻加速直線運動,3s后接著又做勻減速直線運動,再經(jīng)9s停止.在先后加速和減速的兩個運動過程中
A. 加速度大小之比為3∶1B. 平均速度大小之比為1∶1
C. 位移大小之比為1∶1D. 位移大小之比為1∶9
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【題目】如圖所示為一皮帶傳動裝置,右輪的半徑為r,a是它邊緣上的一點。左側(cè)是一輪軸,大輪的半徑為4r,小輪的半徑為2r。b點在小輪上,b到小輪中心的距離為r。c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上。若在傳動過程中,皮帶不打滑。則( )
A.a點與b點的線速度大小相等
B.a點與b點的角速度大小相等
C.a點與c點的線速度大小相等
D.a點與d點的向心加速度大小相等
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【題目】如圖所示,A為彈簧測力計(量程足夠大),B為條形磁鐵(下端為S極),C為螺線管.現(xiàn)將S1斷開,S2由1改接到2,則彈簧測力計的示數(shù)將______;若S2接2不變,再閉合S1,彈簧測力計的示數(shù)將______.(都選填“變大”、“變小”或“不變”)
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【題目】在如圖甲所示的電路中,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2:1.a、b兩端電壓與時間的關(guān)系如圖乙所示,二極管可視為理想二極管,電表均為理想電表,電阻R=10Ω,則下列說法正確的是( 。
A. 電壓表示數(shù)約為6.36V
B. 電壓表示數(shù)約為4.50V
C. 電流表示數(shù)約為0.90A
D. 電路消耗的功率為8.10W
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【題目】用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象,用光子能量為2.5eV的某種光照射到光電管上時,電流表G示數(shù)不為零;移動變阻器的觸點C,當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于0.7V時,電流表示數(shù)為零.以下說法正確的是( 。
A. 光電管陰極的逸出功為1.8eV
B. 電子光電管陰極的逸出功為0.7eV
C. 光電子的最大初動能與入射光的頻率成線性變化
D. 當(dāng)電壓表示數(shù)大于0.7V時,如果把入射光的強度增大到一定程度,電流表可能會有示數(shù)
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【題目】宇航員站在一星球表面上的某高處,沿水平方向拋出一小球.經(jīng)過時間t,小球落到星球表面,測得拋出點與落地點之間的距離為L。若拋出時的初速度增大到2倍,則拋出點與落地點之間的距離為。已知兩落地點在同一水平面上,該星球的半徑為R,萬有引力常量為G,求該星球的質(zhì)量M。
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