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如图所示,两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成α=53°角,导轨宽L=0.8...

如图所示,两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成α=53°角,导轨宽L=0.8m,导轨间接一阻值为3Ω的电阻R0,导轨电阻忽略不计。在虚线下方区域有一足够大、与导轨所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。导体棒a的质量为m=0.01kg、电阻为R=2Ω,垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。现从图中的M处将a由静止释放,它恰能匀速进入磁场区域,设M到磁场边界的距离为s0。(sin53°=0.8,重力加速度g10m/s2),求:

(1)s0的大小;

(2)调整导体棒a的释放位置,设释放位置到磁场边界的距离为x,分别就x=s0x>s0 x< s0三种情况分析、讨论导体棒进入磁场后,通过电阻R的电流变化情况。

 

(1)0.39m(2)当x=s0时,导体棒进入磁场后做匀速直线运动,通过电阻R的电流I保持不变,大小为0.2A。 当x>s0时,导体棒进入磁场后,FA> mgsinα,做减速运动,FA减小,加速度减小,做加速度减小的减速运动,速度趋于2.5m/s。所以,通过电阻R的电流减小,越来越接近0.2A。 当xs0和 x< s0三种情况分析进行求解。 (1)金属棒进入磁场后,在沿斜面方向受到重力的分力和安培力的作用,做匀速运动,所以mgsinα= FA 其中 代入数据解得: 金属棒未进入磁场时,沿斜面方向上仅受重力的分力作用,做初速度为零的匀加速直线运动 根据牛顿第二定律:mgsinα=ma,得a=gsinα=10×0.8m/s2=8 m/s2 金属棒进入磁场时 根据速度与位移关系:v2=2as0,代入数据解得: (2)导体棒在磁场中运动时 感应电流 ,因此有 I ∝v 当x=s0时,导体棒进入磁场后做匀速直线运动,通过电阻R的电流I保持不变,大小为: 当x>s0时,导体棒进入磁场后,FA> mgsinα,做减速运动,FA减小,加速度减小,做加速度减小的减速运动,速度趋于2.5m/s。所以,通过电阻R的电流减小,越来越接近0.2A。 当x
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考点分析:
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在水平向右的匀强电场中,有一绝缘直杆固定在竖直平面内,杆与水平方向夹角为53°,杆上AB两点间距为L。将一质量为m、带电量为q的带正电小球套在杆上,从A点以一定的初速度释放后恰好沿杆匀速下滑。已知匀强电场的场强大小为E= 。求:

(1)轨道与小球间的动摩擦因数μ

(2)从A点运动到B点过程中,小球电势能的变化量。

(sin53°=0.8,重力加速度为g

 

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某小组用如图所示的装置验证牛顿第二定律。一端带有滑轮的光滑长木板固定放置,1、2是两个固定的光电门传感器,两光电门中心间的距离为L。小车甲上固定一宽度为d的挡光片,在重物乙的牵引下,小车从木板的左端开始向右加速运动。

(1)实验中,光电门1、2记录的挡光时间分别为Δt1和Δt2,则小车经过光电门1时的速度为_________,小车加速度的大小为___________

(2)为了研究在外力一定时加速度与质量的关系,可以改变________(选填“小车甲”或“重物乙”)的质量,多次重复操作,获得多组加速度a与质量m的数据,用这些数据绘出的图像可能是下图中

____

(3)在上述实验中,计算加速度时以挡光片经过光电门时的平均速度替代了瞬时速度,采用这种方法,加速度的测量值比真实值_______(填“大”或“小”)。

 

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如图(a)所示,当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀加速拉出时,可近似看作做简谐振动的漏斗漏出的沙在板上形成的一段曲线如图(b)所示。已知沙摆的摆长为80cm,则沙摆做简谐振动的周期为______s实验中木板x=7.0cm位置经过沙摆正下方时,木板的速度大小________m/s,木板做水平匀加速直线运动的加速度大小为_______m/s2。(重力加速度g10m/s2

 

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如图所示,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,定值电阻R1=3Ω电键S断开时,定值电阻R2的功率为4W,电源的输出功率为4.75W,则电流表的读数为______A;电键S接通后,电流表的读数为2A定值电阻R3=_____Ω

 

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如图所示,两端开口、内径均匀的玻璃弯管固定在竖直平面内,两段水银柱A和C将空气柱B封闭在玻璃管左侧,平衡时A段水银有一部分在水平管中。若保持温度不变,向右管缓缓注入少量水银,则再次平衡后,水银柱C两端液面的高度差h_________,空气柱B的长度将___________。(均选填“增大”、“减小”或“不变”)

 

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试题属性
  • 题型:简答题
  • 难度:困难

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