【題目】相距L=1.5 m的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌豎直放置,質(zhì)量為m1=1 kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2=0.27 kg的金屬棒cd均通過(guò)棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上,如圖(a)所示,虛線上方磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,虛線下方磁場(chǎng)方向豎直向下,兩處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同。ab棒光滑,cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.75,兩棒總電阻為1.8Ω,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。t = 0時(shí)刻起,ab棒在方向豎直向上、大小按圖(b)所示規(guī)律變化的外力F作用下,由靜止沿導(dǎo)軌向上勻加速運(yùn)動(dòng),同時(shí)也由靜止釋放cd棒。g取10 m/s2
(1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和ab棒加速度大;
(2)已知在2 s內(nèi)外力F做功40 J,求這一過(guò)程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱;
(3)求出cd棒達(dá)到最大速度所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻t1。
【答案】(1)1.2T;1m/s2(2)18J(3)2s
【解析】
試題分析:(1)經(jīng)過(guò)時(shí)間t,金屬棒ab的速率
回路中的感應(yīng)電流為
對(duì)金屬棒ab,由牛頓第二定律得,
即
由圖b可知:t1=0 時(shí),F(xiàn)1=11N ; t2 = 2 s時(shí),F(xiàn)2 =14.6N ,
代入上式解得:
(2)在2s末金屬棒ab的速率
所發(fā)生的位移
由動(dòng)能定理得:
又
聯(lián)立以上方程,解得:
(3)由題意可知:cd棒先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)cd棒所受重力與滑動(dòng)摩擦力相等時(shí),速度達(dá)到最大;然后做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng),最后停止運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)cd棒速度達(dá)到最大時(shí),有
又
vm=at1
整理得
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列數(shù)據(jù)中記錄時(shí)刻的是( )
A. 從一樓走到三樓需要2分鐘 B. 看一場(chǎng)電影用1.5小時(shí)
C. 會(huì)議從9點(diǎn)開(kāi)始 D. 離期末考試還有5天
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】物體甲的速度﹣時(shí)間圖象和物體乙的位移﹣時(shí)間圖象分別如圖所示,則兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況是( )
A. 甲在04 s時(shí)間內(nèi)有往返運(yùn)動(dòng),它通過(guò)的總路程為12m
B. 甲在04 s時(shí)間內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)
C. 乙在t=2s時(shí)速度方向發(fā)生改變,與初速度方向相反
D. 乙在04 s時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移為零
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】為紀(jì)念中國(guó)航天事業(yè)的成就,發(fā)揚(yáng)航天精神,自2016年起,將每年的4月24日設(shè)立為“中國(guó)航天日”。在46年前的這一天,中國(guó)第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射成功。至今中國(guó)已發(fā)射了逾百顆人造地球衛(wèi)星。衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)近似為圓周運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是
A. 衛(wèi)星的環(huán)繞周期一定等于24h
B. 衛(wèi)星的環(huán)繞周期可能等于24h
C. 衛(wèi)星的第一宇宙速度小于7.9km/s
D. 衛(wèi)星的第一宇宙速度可能是3km/s
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.打點(diǎn)的周期由交流電壓決定的 |
B.打點(diǎn)的周期由交流電的頻率決定的; |
C.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所使用的電壓為220V的交流電; |
D.電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所使用的電壓為220V的交流電; |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法中不正確的是( )
A. 電場(chǎng)是人為設(shè)想出來(lái)的,其實(shí)并不存在
B. 電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)產(chǎn)生的,電場(chǎng)對(duì)處于其中的電荷有力的作用
C. 只要有電荷存在,電荷周圍就一定存在著電場(chǎng)
D. 電場(chǎng)是一種特殊物質(zhì),是客觀存在的
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,輕桿一端與一小球相連,另一端連在光滑固定軸上,可在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng),F(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),到達(dá)某一位置開(kāi)始計(jì)時(shí),取水平向右為正方向,小球的水平分速度vx隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示。不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法中正確的是
A.t1時(shí)刻小球通過(guò)最高點(diǎn),圖乙中S1和S2的面積相等
B.t2時(shí)刻小球通過(guò)最高點(diǎn),圖乙中S1和S2的面積相等
C.t1時(shí)刻小球通過(guò)最高點(diǎn),圖乙中S1和S2的面積不相等
D.t2時(shí)刻小球通過(guò)最高點(diǎn),圖乙中S1和S2的面積不相等
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器下列說(shuō)法正確的是( 。
A. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用低壓交流電源
B. 紙帶必須穿過(guò)限位孔,并注意把紙帶壓在復(fù)寫(xiě)紙的上面
C. 要先通電,后釋放紙帶,紙帶通過(guò)后立即切斷電源
D. 拉動(dòng)紙帶時(shí),應(yīng)盡量與限位孔平行
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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. 水的飽和汽壓隨溫度的升高而增加
B. 一定質(zhì)量的0 ℃的水的內(nèi)能大于等質(zhì)量的0 ℃的冰的內(nèi)能
C. 一切晶體的光學(xué)和力學(xué)性質(zhì)都是各向異性的
D. 一些昆蟲(chóng)可以停在水面上,是由于水表面存在表面張力的緣故
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