【題目】間距為l的兩平行金屬導(dǎo)軌由水平部分和傾斜部分平滑連接而成,如圖所示。傾角為θ的導(dǎo)軌處于大小為B1、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)間Ⅰ中,水平導(dǎo)軌上的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)間靜止放置一質(zhì)量為2m的“聯(lián)動(dòng)雙桿”(由兩根長(zhǎng)為l的金屬桿cd和ef,用長(zhǎng)度為L的剛性絕緣桿連接構(gòu)成),在“聯(lián)動(dòng)雙桿”右側(cè)存在大小為B2、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)間Ⅱ,其長(zhǎng)度大于L。質(zhì)量為2m、長(zhǎng)為l的金屬桿ab從傾斜導(dǎo)軌上端釋放,達(dá)到勻速后進(jìn)入水平導(dǎo)軌(無(wú)能量損失),桿ab與“聯(lián)動(dòng)雙桿”發(fā)生碰撞,碰后桿ab和cd合在一起形成“聯(lián)動(dòng)三桿”!奥(lián)動(dòng)三桿”繼續(xù)沿水平導(dǎo)軌進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)間Ⅱ并從中滑出。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,桿ab,cd和ef與導(dǎo)軌始終接觸良好,且保持與導(dǎo)軌垂直。已知桿ab,cd和ef電阻均為R=0.02 Ω,m=0.1 kg,l=0.5 m,L=0.3 m,θ=30°,B1=0.1 T,B2=0.4 T。不計(jì)摩擦阻力和導(dǎo)軌電阻,忽略磁場(chǎng)邊界效應(yīng)。求:
(1)桿ab在傾斜導(dǎo)軌上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小v;
(2)ab桿在傾斜軌道上的速度時(shí)的加速度;
(3) “聯(lián)動(dòng)三桿”滑過(guò)磁場(chǎng)區(qū)間Ⅱ產(chǎn)生的焦耳熱Q。
【答案】(1)12m/s;(2)3.75m/s2;(3)4J
【解析】
(1)由題意知ab桿運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
此時(shí)cd與ef并聯(lián)電阻為,根據(jù)閉合電路歐姆定律有
安培力公式
當(dāng)桿勻速時(shí)受力平衡有
聯(lián)立以上各式代入數(shù)據(jù)可得
v=12m/s
(2)對(duì)ab桿受力分析有
由(1)可得安培力為
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得
a=3.75m/s2
(3)ab桿與cd桿碰撞時(shí)動(dòng)量守恒有
設(shè)進(jìn)入磁場(chǎng)B2過(guò)程中三桿速度變化量為v,則根據(jù)動(dòng)量定理有
而根據(jù)電流的定義式和法拉第電磁感應(yīng)定律有
所以聯(lián)立可得
同理三桿出磁場(chǎng)時(shí),同樣有;所以三桿出磁場(chǎng)后的速度為
穿過(guò)B2區(qū)域產(chǎn)生的熱量為
聯(lián)立各式代入數(shù)據(jù)可解得
Q=4J
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法正確的是( )
A.系統(tǒng)不受外力,這個(gè)系統(tǒng)動(dòng)量守恒
B.若小明用力推門而沒(méi)推動(dòng),則推力產(chǎn)生的沖量為零
C.質(zhì)量越大,物體動(dòng)量一定越大
D.豎直拋出的物體上升到一定高度后又落回拋出點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,則此過(guò)程中重力的沖量不為零
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.將屏遠(yuǎn)離雙縫,干涉條紋間距變小
B.將濾光片由紅色的換藍(lán)色的,干涉條紋間距變大
C.換一個(gè)兩縫之間距離較大的雙縫,干涉條紋間距變小
D.將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后,干涉條紋間距變大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,兩個(gè)帶電小球A、B分別處于光滑絕緣的豎直墻面和斜面上,且在同一豎直平面內(nèi)。用水平向左的推力F作用于B球,兩球在圖示位置靜止。現(xiàn)將B球沿斜面向上移動(dòng)一小段距離,發(fā)現(xiàn)A球隨之向上移動(dòng)少許,兩球在虛線位置重新平衡。重新平衡后與移動(dòng)前相比,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.墻面對(duì)A的彈力變小B.斜面對(duì)B的彈力不變
C.推力F變大D.兩球之間的距離變大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn):在小車A的前端粘有橡皮泥,推動(dòng)小車A使之做勻速運(yùn)動(dòng),然后與原來(lái)靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體,繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)。他設(shè)計(jì)的裝置如圖甲所示。在小車A后連著紙帶,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz,長(zhǎng)木板下墊著小木片以平衡摩擦力。
(1)若已測(cè)得打點(diǎn)紙帶如圖乙所示,并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距(已標(biāo)在圖上)。A為運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn),則應(yīng)選________段來(lái)計(jì)算A碰前的速度,應(yīng)選________段來(lái)計(jì)算A和B碰后的共同速度(以上兩空選填“AB”“BC”“CD”或“DE”)。
(2)已測(cè)得小車A的質(zhì)量m1=0.4kg,小車B的質(zhì)量m2=0.2kg,則碰前兩小車的總動(dòng)量為________kg·m/s,碰后兩小車的總動(dòng)量為________kg·m/s。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一固定在水平面上傾角為α的粗糙斜面上有一個(gè)電動(dòng)平板小車,小車的支架OAB上在O點(diǎn)用輕繩懸掛一個(gè)小球,桿AB垂直于小車板面(小車板面與斜面平行)。當(dāng)小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同時(shí),懸掛小球的輕繩會(huì)呈現(xiàn)不同的狀態(tài),下列關(guān)于小車在不同運(yùn)動(dòng)形式下,輕繩呈現(xiàn)狀態(tài)的說(shuō)法中正確的是:
A.若小車沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng),輕繩一定與AB桿平行
B.若小車沿斜面勻加速向上運(yùn)動(dòng),輕繩可能沿豎直方向
C.若小車沿斜面勻減速向下運(yùn)動(dòng),輕繩可能與AB桿平行
D.若小車沿斜面勻加速向下運(yùn)動(dòng)時(shí),輕繩可能與AB桿平行
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】地月拉格朗日L2點(diǎn),始終位于地月連線上的如圖所示位置,該點(diǎn)距離地球40多萬(wàn)公里,距離月球約6.5萬(wàn)公里。若飛行器P通過(guò)L2點(diǎn)時(shí),是在地球和月球的引力共同作用下沿圓軌道Ⅰ繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其周期與月球沿圓軌道Ⅱ繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等。已知飛行器P線速度為v,周期為T,受 地球和月球?qū)λ娜f(wàn)有引力大小之比為k。若飛行器P只在地球萬(wàn)有引力作用下沿圓軌道Ⅰ繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度為v′,周期為T′,則
A. v′>vB. v′<vC. D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示是庫(kù)侖扭秤的原理圖,細(xì)銀絲的下端懸掛一根絕緣棒,棒的兩端分別固定帶電量為Q的帶正電小球A和不帶電小球B。把另一個(gè)帶電量為的金屬小球C靠近A,A、C兩球相互排斥至距離為。已知靜電力常量為,忽略球的大小。問(wèn):
(1)C球帶正電還是負(fù)電?
(2)A、C兩球間庫(kù)侖力多大?
(3)若一個(gè)不帶電的相同金屬小球D與C球接觸后再移開(kāi),調(diào)節(jié)A、C兩球間距離仍為,則A、C兩球間庫(kù)侖力是增大了還是減小了?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某小組利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)物塊沿傾斜的長(zhǎng)木板加速下滑時(shí)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究。物塊拖動(dòng)紙帶下滑,打出的紙帶一部分如圖所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50 Hz,紙帶上標(biāo)出的每?jī)蓚(gè)相鄰點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)未畫(huà)出。在ABCDE五個(gè)點(diǎn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器最先打出的是______點(diǎn),在打出C點(diǎn)時(shí)物塊的速度大小為______m/s(保留3位有效數(shù)字);物塊下滑的加速度大小為_____m/s2(保留2位有效數(shù)字)。
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