【題目】在質(zhì)量為M1 kg的小車(chē)上, 豎直固定著一個(gè)質(zhì)量為m0.2 kg、寬L0.05 m、總電阻R100 Ωn100匝矩形線圈。線圈和小車(chē)一起靜止在光滑水平面上,如圖1所示,F(xiàn)有一子彈以v0110 m/s的水平速度射入小車(chē)中,并立即與小車(chē)(包括線圈)一起運(yùn)動(dòng),速度為v110 m/s。隨后穿過(guò)與線圈平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B1.0 T的水平有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直紙面向里,如圖所示。已知子彈射入小車(chē)后,小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度v隨車(chē)的位移s變化的vs圖象如圖2所示。求:

(1)子彈的質(zhì)量m0;

(2)小車(chē)的位移s10 cm時(shí)線圈中的電流大小I

(3)在線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中通過(guò)線圈某一截面的電荷量q;

(4)線圈和小車(chē)通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中線圈電阻的發(fā)熱量Q。

【答案】(1)0.12 kg (2)0.4 A (3)5×103 C (4)Q63.36 J

【解析】(1)在子彈射入小車(chē)的過(guò)程中,由子彈、線圈和小車(chē)組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。有

m0v0(Mmm0)v1

解得:子彈的質(zhì)量m00.12 kg

(2)當(dāng)s10 cm時(shí),由圖象中可知線圈右邊切割磁感線的速度v28 m/s。

由閉合電路歐姆定律得

線圈中的電流

解得IA0.4 A;

(3)由圖象可知,從s5 cm開(kāi)始,線圈進(jìn)入磁場(chǎng),線圈中有感應(yīng)電流,受安培力作用,小車(chē)做減速運(yùn)動(dòng),速度v隨位移s減小,當(dāng)s15 cm時(shí),線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng),線圈中感應(yīng)電流消失,小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng),因此線圈的長(zhǎng)為Δs10 cm。

在此過(guò)程中通過(guò)線圈某一截面的電荷量

解得q C5×103 C;

(4)由圖象可知,線圈左邊離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),小車(chē)的速度為v32 m/s。線圈進(jìn)入和離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),克服安培力做功,線圈的動(dòng)能減少,轉(zhuǎn)化成電能消耗在線圈上產(chǎn)生電熱。

Q (Mmm0)(v12v32)

解得線圈電阻發(fā)熱量Q63.36 J。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】有兩個(gè)標(biāo)有“, ”和“ ”字樣的燈泡,要把它們接在輸出電壓是的電源上,燈泡既正常發(fā)光,又最省電的連接方式是圖中的(

A.

B.

C.

D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】小張同學(xué)為探究彈簧彈性勢(shì)能與形變量關(guān)系,設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,在長(zhǎng)木板的一端固定一個(gè)輕彈簧,另一端與滑塊接觸但不相連,彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),將光電門(mén)恰好安裝在滑塊遮光片靜止的位置,在長(zhǎng)木板上固定刻度尺,其零刻度與光電門(mén)對(duì)齊,每次實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊壓縮彈簧到某一位置由靜止釋放。

(1)本實(shí)驗(yàn)需平衡摩擦力,檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)是__________________________。

(2)測(cè)得滑塊質(zhì)量為m,滑塊上遮光片的寬度為d,光電門(mén)測(cè)得遮光時(shí)間為t,則滑塊釋放時(shí)彈簧彈性勢(shì)能________________

(3)多次實(shí)驗(yàn),每次彈簧壓縮不同長(zhǎng)度,分別讀出釋放滑塊位置的刻度值x和遮光時(shí)間t,作出的圖像如圖所示,則表明彈簧性勢(shì)能與形變量的關(guān)系為_______________________________

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在邊長(zhǎng)ab1.5L,bcL的矩形區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在ad邊中點(diǎn)O處有一粒子源,可以垂直磁場(chǎng)向區(qū)域內(nèi)各方向發(fā)射速度大小相等的同種帶電粒子,若沿Od方向射入的粒子從磁場(chǎng)邊界cd離開(kāi)磁場(chǎng),該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t0,圓周運(yùn)動(dòng)半徑為L,不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用,下列說(shuō)法正確的是

A. 粒子帶負(fù)電

B. 粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為4t0

C. 粒子的比荷為

D. 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為2t0

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】ab、cd分別是一個(gè)菱形的四個(gè)頂點(diǎn),∠abc=120°.現(xiàn)將三個(gè)等量的負(fù)點(diǎn)電荷-Q固定在a、b、c三個(gè)頂點(diǎn)上,將一個(gè)電量為+q的檢驗(yàn)電荷依次放在菱形中心點(diǎn)O點(diǎn)和另一個(gè)頂點(diǎn)d處,則兩點(diǎn)相比( 。

A. +qd點(diǎn)所受的電場(chǎng)力比在O點(diǎn)的大

B. +qd點(diǎn)所具有的電勢(shì)能比在O點(diǎn)的大

C. d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度

D. d點(diǎn)的電勢(shì)高于O點(diǎn)的電勢(shì)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示在水平線MN上方區(qū)域有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),在電場(chǎng)內(nèi)有一光滑絕緣平臺(tái),平臺(tái)左側(cè)靠墻,平臺(tái)上有帶絕緣層的輕彈簧,其左端固定在墻上,彈簧不被壓縮時(shí)右側(cè)剛好到平臺(tái)邊緣,光滑絕緣平臺(tái)右側(cè)有一水平傳送帶,傳送帶A、B兩端點(diǎn)間距離L=1m,傳送帶以速率=4m/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),現(xiàn)用一帶電小物塊向左壓縮彈簧,放手后小物塊被彈出,從傳送帶的B端飛出。小物塊經(jīng)過(guò)MN邊界上C點(diǎn)時(shí),速度方向與水平方向成45°角,經(jīng)過(guò)MN下方水平線上的D點(diǎn)時(shí),速度方向與水平方向成60°角,傳送帶B端距離MN的豎直高度=04m,MN與平行,間距=16m,小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=01,小物塊的質(zhì)量為m=01kg,帶電量q=C,平臺(tái)與傳送帶在同一水平線上,二者連接處縫隙很小,不計(jì)小物塊經(jīng)過(guò)連接處的能量損失,重力加速度為,。

1勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E;

2彈簧彈性勢(shì)能的最大值;

3當(dāng)小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)因摩擦產(chǎn)生的熱量最大時(shí),小物塊在傳送帶上發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn):在小車(chē)M的前端粘有橡皮泥,推動(dòng)小車(chē)M使之做勻速直線運(yùn)動(dòng),然后與原來(lái)靜止在前方的小車(chē)N相碰并粘合成一體,繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。他設(shè)計(jì)的裝置如圖甲所示。在小車(chē)M后連著紙帶,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50 Hz,長(zhǎng)木板下墊著薄木片以平衡摩擦力。

(1)若已測(cè)得打點(diǎn)紙帶如圖乙所示,并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距(已標(biāo)在圖上)。

A為運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn),則應(yīng)選_________段來(lái)計(jì)算M碰前的速度。應(yīng)選______段來(lái)計(jì)算MN碰后的共同速度(以上兩空選填“AB”、“BC”、“CD”“DE”)。

(2)已測(cè)得小車(chē)M的質(zhì)量m1=0.4 kg,小車(chē)N的質(zhì)量為m2=0.2 kg,則碰前兩小車(chē)的總動(dòng)量為____  kg·m/s,碰后兩小車(chē)的總動(dòng)量為_______kg·m/s。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,S、a、b、cd、e是間距為1m6個(gè)質(zhì)點(diǎn),它們均靜止于平衡位置。波源St=0時(shí)刻從平衡位置開(kāi)始向上振動(dòng),形成向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波,當(dāng)t=1s時(shí)質(zhì)點(diǎn)S第一次到達(dá)最高點(diǎn),當(dāng)t=4s時(shí)質(zhì)點(diǎn)d開(kāi)始起振,則(

A. 這列波的頻率是4Hz

B. 這列波的波速是1ms

C. t=4.6s時(shí),質(zhì)點(diǎn)a的速度方向向上

D. t=4.6s時(shí),質(zhì)點(diǎn)c的加速度方向向上

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,平行板電容器與一個(gè)恒壓直流電源連接,下極板通過(guò)A點(diǎn)接地,一帶正電小球被固定于P點(diǎn),現(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離,則(  )

A. 平行板電容器的電容將變大

B. 靜電計(jì)指針張角變小

C. 電容器的電荷量不變

D. 帶電小球的電勢(shì)能將增大

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