两根平行金属导轨固定倾斜放置,与水平面夹角为37°,相距d=0.5m,a、b间接一个电阻R,R=1.5Ω。在导轨上c、d两点处放一根质量m=0.05kg的金属棒,bc长L=1 m,金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5。金属棒与导轨接触点间电阻r=0.5Ω,金属棒被两个垂直于导轨的木桩顶住而不会下滑,如图甲所示。在金属导轨区域加一个垂直导轨斜向下的匀强磁场,磁场随时间的变化关系如图乙所示。重力加速度g=10m/s2。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),求:
(1)0~1.0s内回路中产生的感应电动势大小。
(2)t=0时刻,金属棒所受的安培力大小。
(3)在磁场变化的全过程中,若金属棒始终没有离开木桩而上升,则图乙中t0的最大值。
(4)通过计算在图丙中画出0~t0max内金属棒受到的静摩擦力随时间的变化图像。
如图所示,静止在水平地面上的平板车,质量M=10kg,其上表面离水平地面的高度h=1.25m。在离平板车左端B点L=2.7m的P点放置一个质量m=1kg的小物块(小物块可视为质点)。某时刻对平板车施加一水平向右的恒力F=50N,一段时间后小物块脱离平板车落到地面上。(车与地面及小物块间的动摩擦因数均为μ=0.2,取g=10m/s2)求:
(1)小物块从离开平板车至落到地面上所需时间;
(2)小物块离开平板车时的速度大小;
(3)小物块落地时,平板车的位移大小。
在“测定电池的电动势和内阻”实验中,通过改变滑动变阻器电阻大小,测量并记录多组电压和相应电流值,某同学的实验数据如下表所示,与预想的实验结果不一致。
(1)由实验数据来分析,他所连接的电路可能是图甲电路图中的________。
(2)某同学假如利用图甲中的原理图A来测量该电源的电动势,请根据所选的电路原理图A将实物电路图乙连接好_________。实验后该同学根据实验数据作出的UI图线如图丙所示,若实验中电阻R1=5Ω,则由该图线可得被测电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω。
为了测定一滑块与水平桌面之间的动摩擦因数,某同学设置了如图甲所示的实验装置:水平桌面左端固定一个竖直的光滑圆弧轨道,圆弧轨道底端与水平桌面相切于C点,桌面CD长L=1m,高h2=0.5m,g取10m/s2。实验步骤如下:
①将小滑块从圆弧上静止释放,通过水平桌面后从D点飞出做平抛运动,最后落到水平地面上,设小滑块从D点飞出落到水平地面上的水平距离为x(假设小滑块可视为质点);
②改变小滑块在圆弧轨道面的高度,然后多次重复实验步骤①,试分析下列问题:
(1)试写出小滑块经过D点时的速度vD与x的关系表达式vD=____________。
(2)根据实验所得到的数据最后作出了如图乙所示的图像,根据该图像求得小滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ=________。
如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上,有两个比荷的绝对值相同的正、负粒子(不计重力),从O点以相同的速度先后射入磁场中,入射方向与边界成θ=60°角,则正、负粒子在磁场中( )
A. 正、负粒子在磁场中运动的时间比为2:1
B. 正、负粒子在磁场中运动的轨迹半径相等
C. 正、负粒子回到边界时速度大小相等,方向不相同
D. 正、负粒子回到边界时的出射点到O点的距离不相等
某同学为了测定当地的重力加速度,完成了如下的操作:将一质量为m的小球由地面竖直向上发射出去,其速度的大小为v0,经过一段时间后小球落地,取从发射到小球上升到最高点为过程1,小球从最高点至返回地面为过程2。如果忽略空气阻力,则下述正确的是( )
A. 过程1和过程2动量的变化大小都为mv0
B. 过程1和过程2动量变化的方向相反
C. 过程1重力的冲量为mv0,且方向竖直向下
D. 过程1和过程2重力的总冲量为0