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如图所示,一个质量为m、电阻不计、足够长的光滑U形金属框架MNQP,位于光滑绝缘...

如图所示,一个质量为m、电阻不计、足够长的光滑U形金属框架MNQP,位于光滑绝缘水平桌面上,平行导轨MNPQ相距为L。空间存在着足够大的方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。另有质量也为m的金属棒CD,垂直于MN放置在导轨上,并用一根绝缘细线系在定点A。已知,细线能承受的最大拉力为T0 CD棒接入导轨间的有效电阻为R。现从t =0时刻开始对U形框架施加水平向右的拉力,使其从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动。

(1)求从框架开始运动到细线断裂所需的时间t0及细线断裂时框架的瞬时速度v0大小;

(2)若在细线断裂时,立即撤去拉力,求此后过程中回路产生的总焦耳热Q

 

(1)(2) 【解析】(1)细线断裂时,对棒有,,,, 联立解得 撤去拉力F时,框架的速度 (2)在细线断裂时立即撤去拉力,框架向右减速,棒向右加速,设二者最终速度大小为v,由系统动量守恒可得 得 撤去拉力后,系统总动能的减少量等于回路消耗的电能,最终在回路中产生的总焦耳热 联立得  
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考点分析:
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某学习小组欲精确测量电阻Rx的阻值,有下列器材供选用:

A.待测电阻Rx(约300Ω)

B.电压表V3V,内阻约3kΩ

C.电流表A110mA,内阻约10Ω)

D.电流表A220mA,内阻约5Ω)

E.滑动变阻器R1(0~20Ω,额定电流2A

F.滑动变阻器R2(0~2000Ω,额定电流0.5A

G.直流电源E3V,内阻约1Ω)

H.开关、导线若干

(1)甲同学根据以上器材设计成用伏安法测量电阻的电路,并能满足Rx两端电压能从0开始变化进行多次测量。则电流表应选择____________(填“A1”或“A2”);滑动变阻 器应选择__________(填“R1”或“R2”);并请在方框中帮甲同学完成实验原理电路图。

(2)乙同学经过反复思考,利用所给器材设计出了如图所示的测量电路,具体操作如下:

①如图所示连接好实验电路,闭合开关S1前调节滑动变阻器R1R2的滑片至适当位置;

②闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器R1R2的滑片,使电流表A1的示数恰好为电流表A2的示数的一半;

③闭合开关S2并保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,读出电压表V和电流表A1的示数,分别记为UI

④待测电阻的阻值Rx_____________

比较甲、乙两同学测量电阻Rx的方法,你认为哪种方法更有利于减小系统误差,答:___________同学(填“甲”或“乙”)。

 

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用自由落体法验证机械能守恒定律,器材安装如图甲所示,若将纸带从图示所示位置由静止释放。

(1)请指出图甲中的错误及不妥之处:①_______________;②_______________

(2)改进实验中错误及不妥之处后,打出如图乙所示一条纸带。已知打点计时器的打点频率为50Hz,根据纸带所给数据计算出打C点时重物的速度为_______m/s(结果保留三位有效数字)。

(3)某同学选用两个大小、外表面完全相同但质量不同的重物ab进行实验测得几组数据,画出的图象如图丙所示,求出图线的斜率k,由图象可知重物a的质量m1________重物b的质量m2(选填“大于”或“小于”)。

 

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如图所示,等腰直角三角形abc区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。三个相同的带电粒子从b点沿bc方向分别以速度v1、v2、v3射入磁场,在磁场中运动的时间分别为t1、t2、t3,且t1:t2:t3=3:3:1。直角边bc的长度为L,不计粒子的重力,下列说法正确的是

A. 三个粒子的速度大小关系可能是v1=v2>v3

B. 三个粒子的速度大小关系可能是v1<v2<v3

C. 粒子的比荷

D. 粒子的比荷

 

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如图所示,内壁光滑的玻璃管竖直的放在水平地面上,管内底部竖直放有一轻弹簧处于自然伸长状态,正上方有两个质量分别为m和2mab小球,用竖直的轻杆连着,并处于静止状态,球的直径比管的内径稍小。现释放两个小球,让它们自由下落,重力加速度大小为g 。则在从`球与弹簧接触至运动到最低点的过程中,下列说法正确的是

A. a球的动能始终减小

B. b球克服弹簧弹力做的功是杆对b球做功的3倍

C. 弹簧对b球做的功等于ab两球机械能的变化量

D. b球到达最底点时杆对a球的作用力等于mg

 

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一物块置于水平桌面上,一端系于物块的轻绳平行于桌面绕过光滑的轻质定滑轮,轻绳的另一端系一质量为M的杆,杆自然下垂,杆上穿有质量为m(m<M)的小环,如图所示。重力加速度大小为g。当小环以加速度a沿杆加速下滑时,物块仍保持静止,则物块受到桌面的摩擦力可能为

A. (M+m)g

B. Mg

C. (M+m)g-ma

D. (M+m)g-Ma

 

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