【題目】18分) 如圖所示,金屬導(dǎo)軌MNCPQD,MNPQ平行且間距為L,所在平面與水平面夾角為αN、Q連線與MN垂直,M、P間接有阻值為R的電阻;光滑直導(dǎo)軌NCQD在同一水平面內(nèi),與NQ的夾角都為銳角θ。均勻金屬棒abef質(zhì)量均為m,長(zhǎng)均為L,ab棒初始位置在水平導(dǎo)軌上與NQ重合;ef棒垂直放在傾斜導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μμ較。,由導(dǎo)軌上的小立柱12阻擋而靜止?臻g有方向豎直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出)。兩金屬棒與導(dǎo)軌保持良好接觸。不計(jì)所有導(dǎo)軌和ab棒的電阻,ef棒的阻值為R,最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等,忽略感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng),重力加速度為g。

1)若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,給ab棒一個(gè)垂直于NQ、水平向右的速度v1,在水平導(dǎo)軌上沿運(yùn)動(dòng)方向滑行一段距離后停止,ef棒始終靜止,求此過程ef棒上產(chǎn)生的熱量;

2)在(1)問過程中,ab棒滑行距離為d,求通過ab棒某橫截面的電荷量;

3)若ab棒以垂直于NQ的速度v2在水平導(dǎo)軌上向右勻速運(yùn)動(dòng),并在NQ位置時(shí)取走小立柱12,且運(yùn)動(dòng)過程中ef棒始終靜止。求此狀態(tài)下最強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度及此磁場(chǎng)下ab棒運(yùn)動(dòng)的最大距離。

【答案】1Qef;(2q;(3Bm,方向豎直向上或豎直向下均可,xm

【解析】

解:(1)設(shè)ab棒的初動(dòng)能為Ek,ef棒和電阻R在此過程產(chǎn)生熱量分別為QQ1,有

Q+Q1=Ek

Q=Q1

由題意 Ek=

Q=

2)設(shè)在題設(shè)的過程中,ab棒滑行的時(shí)間為△t,掃過的導(dǎo)軌間的面積為△S,通過△S的磁通量為△Φab棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E,ab棒中的電流為I,通過ab棒某截面的電荷量為q,則

E=

△Φ=B△S ⑥

電流 I=

又有 I=

由圖所示,△S=dL﹣dcotθ

聯(lián)立,解得:q=10

3ab棒滑行距離為x時(shí),ab棒在導(dǎo)軌間的棒長(zhǎng)Lx為:

Lx=L﹣2xcotθ 11

此時(shí),ab棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)Ex為:E=Bv2Lx 12

流過ef棒的電流IxIx=13

ef棒所受安培力FxFx=BIxL 14

聯(lián)立(11)~(14),解得:Fx=15

有(15)式可得,Fxx=0B為最大值Bm時(shí)有最大值F1

由題意知,ab棒所受安培力方向必水平向左,ef棒所受安培力方向必水平向右,使F1為最大值的受力分析如圖所示,

圖中fm為最大靜摩擦力,有:

F1cosα=mgsinα+μmgcosα+F1sinα) (16

聯(lián)立(15)(16),得:Bm=17

Bm就是題目所求最強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,該磁場(chǎng)方向可豎直向上,也可豎直向下.

有(15)式可知,BBm時(shí),Fxx增大而減小,x為最大xm時(shí),Fx為最小值,如圖可知 F2cosα++μmgcosα+F2sinα=mgsiα 18

聯(lián)立(15)(17)(18),得

xm=

答:(1ef棒上產(chǎn)生的熱量為;

2)通過ab棒某橫截面的電量為

3)此狀態(tài)下最強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是,磁場(chǎng)下ab棒運(yùn)動(dòng)的最大距離是

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【題目】如圖甲所示,質(zhì)量m=2kg的物體以100J的初動(dòng)能在粗糙的水平地面上滑行,其動(dòng)能Ek隨位移s變化的關(guān)系圖象如圖乙所示,則下列判斷中正確的是

A. 物體運(yùn)動(dòng)的總位移大小為10m

B. 物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小為10m/s2

C. 物體運(yùn)動(dòng)的初速度大小為10m/s

D. 物體所受的摩擦力大小為10N

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【題目】圖甲為“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖,通過描點(diǎn)畫出平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡.

1)以下是實(shí)驗(yàn)過程中的一些做法,其中合理的有________

A.安裝斜槽軌道,使其末端保持水平

B.每次小球釋放的初始位置可以任意選擇

C.每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放

D.為描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡,描繪的點(diǎn)可以用折線連接

2)實(shí)驗(yàn)得到平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡,在軌跡上取一些點(diǎn),以平拋起點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),測(cè)量它們的水平坐標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y,圖中yx2能說(shuō)明平拋小球運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線的是________

3)某同學(xué)在做平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)得到了如圖所示的物體運(yùn)動(dòng)軌跡,因未記錄軌道末端位置,在軌跡上任取一點(diǎn)a為坐標(biāo)原點(diǎn)建立如圖的坐標(biāo)系(y軸豎直,x軸水平),又在軌跡上另取bc兩點(diǎn)的位置(如圖)。(g10 m/s2)則

①小球平拋的初速度為______m/s

②小球在b點(diǎn)的豎直分速度為________m/s

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【題目】如圖所示的皮帶傳動(dòng)裝置中,甲、乙、丙三輪的軸均為水平軸,其中甲、丙兩輪半徑相等,乙輪半徑是丙輪半徑的一半.A,B,C三點(diǎn)分別是甲、乙、丙三輪的邊緣點(diǎn),若傳動(dòng)中皮帶不打滑,則(  )

A. AB兩點(diǎn)的線速度大小之比為21B. A,C兩點(diǎn)的角速度大小之比為12

C. A,C兩點(diǎn)的向心加速度大小之比為14D. AB兩點(diǎn)向心加速度大小之比為21

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A. 甲、乙的位移相同

B. 甲、乙的路程相同

C. 甲、乙的平均速度不同

D. 甲、乙的瞬時(shí)速度大小時(shí)刻相同

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A. 最容易表現(xiàn)出波動(dòng)性的光是由n4能級(jí)躍遷到n1能級(jí)產(chǎn)生的

B. 這些氫原子最多可輻射出6種不同頻率的光

C. 若用n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)輻射出的光照射某金屬恰好發(fā)生光電效應(yīng),則用n4能級(jí)躍遷到n3能級(jí)輻射出的光照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)

D. n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為3.86 eV

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A. AB,小球的動(dòng)能一直增大

B. AB,小球的機(jī)械能一直增大

C. AC,小球和彈簧的機(jī)械能一直增大

D. AC,小球和彈簧的機(jī)械能保持不變

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【題目】下列判斷不正確的是

A. 用弧光燈照射鋅板后打出的粒子可以在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而保持動(dòng)能不變

B. 若只受洛倫茲力,靜止的原子核發(fā)生a衰變,新核在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

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D. 處于基態(tài)的氫原子吸收光子發(fā)生躍遷后核外電子動(dòng)能減少

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