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两平行且电阻不计的金属导轨相距L=1m,金属导轨由水平和倾斜两部分(均足够长)良...

两平行且电阻不计的金属导轨相距L=1m金属导轨由水平和倾斜两部分(均足够长)良好对接,倾斜部分与水平方向的夹角为37°整个装置处在竖直向上、磁感应强度B=2T的匀强磁场中。长度也为1m的金属棒abcd垂直导轨跨搁,且与导轨良好接触,质量均为0.2kg电阻分别为R1=2ΩR2=4Ω ab置于导轨的水平部分,与导轨的动摩擦因数为μ=0.5cd置于导轨的倾斜部分,导轨倾斜部分光滑。从t=0时刻起, ab棒在水平且垂直于ab棒的外力F1的作用下由静止开始向右做匀加速直线运动,金属棒cd在力F2的作用下保持静止, F2平行于倾斜导轨平面且垂直于金属杆cdt1=4s时, ab棒消耗的电功率为2.88W已知sin37°=0.6cos37°=0.8重力加速度g=10m/s2求:

(1) ab棒做匀加速直线运动的加速度大小

(2)t2=8s时作用在cd棒上的F2

(3)改变F1的作用规律,使ab棒运动的位移x与速度v满足: x=2v要求cd仍然要保持静止状态。求ab棒从静止开始运动x=4m的过程中,作用在ab棒上的力F1所做的功(结果可用分数表示).

 

(1)(2)(3) 【解析】⑴当t=4s时,ab消耗的电功率为2.88W,有: 代入数据得 ① 回路中的电动势 ② 由法拉第电磁感应定律知  ③ 导体棒ab做匀加速直线运动, ④ 由①②③④得, ⑤(1分) (2)当t2=8s时,导体棒ab的速度 ⑥ 回路中的电流 ⑦ 导体棒cd所受安培力 ⑧ 设导体棒cd所受的F2沿斜面向下,有: ⑨ 由⑧⑨得,故假设成立,所以F2的方向沿斜面向下。 ⑩ (3)设ab棒的速度为v时,回路中的电流为 ⑪ 此时金属棒ab所受安培力大小为: ⑫ 由题意知ab棒运动的位移x与速度v的关系: ⑬ 联立⑪⑫⑬,并代入数据得 ⑭ ab棒从静止开始运动x=4m的过程中,克服安培力所做的功为: ⑮ 对金属棒ab,由动能定理有: ⑯ 由⑬⑮⑯得 ⑰
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考点分析:
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如图所示,在竖直平面(纸面)固定一内径很小内壁光滑的圆管形轨道ABC它由两个半径均为R的四分之一圆管顺接而成, AC端切线水平在足够长的光滑水平台面上静置一个光滑圆弧轨道DE圆弧轨道D端上缘恰好与圆管轨道的C端内径下缘水平对接。一质量为m的小球(可视为质点)以某一水平速度从A点射入圆管轨道,通过C点后进入圆弧轨道运动,过C点时轨道对小球的压力为2mg,小球始终没有离开圆弧轨道已知圆弧轨道DE的质量为2m,重力加速度为g求:

(1)小球从A点进入圆管轨道的速度大小;

(2)小球沿圆弧轨道上升的最大高度。

 

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某物理小组欲利用如图所示的电路同时测量一只有30格刻度的毫安表的量程、内阻且要得到光敏电阻的阻值与光照强度之间的关系。实验室能提供的实验器材有:学生电源(输出电压为U= 18.0 V内阻不计)、电阻箱R(最大阻值9999.9Ω)、单刀双掷开关一只、导线若干。

(1)该小组实验时先将电阻箱的阻值调至最大,然后将单刀双掷开关接至a端,开始调节电阻箱,发现将电阻箱的阻值调为1700Ω时,毫安表恰好能够偏转10个格的刻度,将电阻箱的阻值调为800Ω时,毫安表刚好能偏转20个格的刻度,实验小组据此得到了该毫安表的量程为_______ mA内阻Rg=________Ω

(2)该小组查阅资料得知,光敏电阻的阻值随光照强度的变化很大,为了安全,该小组需将亮安表改装成量程为3A的电流表,则需在亳安表两端_______(选填串联并联”)一个阻值后电表总电阻为______Ω的电阻(保留两位有效数字) 

(3)改表之后,该小组将单刀双掷开关接至b端,通过实验发现,流过毫安表的电流I (单位:mA)与光照强度E(单位:cd)之间的关系满足由此可得到光敏电阻的阻值R(单位Ω)与光照强度E之间的关系为__________

 

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某实验小组利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。A为装有挡光片的钩码,总质量为M用螺旋测微器测出挡光片的挡光宽度为b轻绳一端与A相连,另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为m(m<M)的重物B相连。他的做法是:先用力拉住B保持AB静止,测出A的挡光片下端到光电门的距离h然后由静止释放BA下落过程中经过光电门,光电门可测出挡光片的挡光时间t,算出挡光片经过光电门的平均速度,将其视为A下落h(h>>b)时的速度,重力加速度为g

 

(1)螺旋测微器的读数如图乙所示,则挡光宽度为b=__________mm.

(2)A从静止开始下落h的过程中,验证以AB、地球所组成的系统机械能守恒的表达式为____________ (用题目所给物理量的符号表示)

 (3)由于光电门所测的平均速度与物体A下落h时的瞬时速度间存在一个差值因而系统减少的重力势能________ 系统增加的动能(选填大于小于 )

 

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如图甲所示, ABCD是一长方形有界匀强磁场边界,磁感应强度按图乙规律变化,取垂直纸面向外为磁场的正方向,图中AB=AD= L一质量为m、所带电荷量为q的带正电粒子以速度v0t=0时从A点沿AB方向垂直磁场射入,粒子重力不计。则下列说法中正确的是

A. 若粒子经时间恰好垂直打在CD上,则磁场的磁感应强度

B. 若粒子经时间恰好垂直打在CD上,则粒子运动中的加速度大小

C. 若要使粒子恰能沿DC方向通过C点,则磁场的磁感应强度的大小

D. 若要使粒子恰能沿DC方向通过C点,磁场变化的周期

 

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如图甲所示,下端与挡板拴接的轻弹簧置于倾角为θ=30°的斜面上,质量为m的滑块(可视为质点)用细线与挡板相连(弹簧处于压缩状态)现剪断细线,从此时开始计时,滑块沿斜面向上运动,滑块向上运动的v-t图像如乙图所示,已知bc段是直线且滑块bc段运动的加速度大小等于重力加速度gt=t3时滑块恰好到达斜面顶端,t=0时滑块与斜面顶点间的竖直高度为h则下列说法正确的是

A. t1时刻弹簧恢复到自然长度t2时刻滑块与弹簧分离

B. 滑块与斜面间的动摩擦因数为

C. 整个过程中系统损失的机械能为mgh

D. 剪断细线前弹簧具有的弹性势能为mgh

 

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