【題目】如圖甲所示,兩根與水平面成=30°角的足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌平行放置,導(dǎo)軌間距為L,導(dǎo)軌的電阻忽略不計。整個裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度為B,F(xiàn)將質(zhì)量均為m、電阻均為R的金屬棒a、b垂直于導(dǎo)軌放置,不可伸長的絕緣細線一端系在金屬棒b的中點。另一端N通過輕質(zhì)小滑輪與質(zhì)量為M的物體相連,細線與導(dǎo)軌平面平行。運動過程中金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好,不計一切摩擦,物體始終未與地而接觸,重力加速度g10m/s2

(1)若金屬棒a固定,M=m,由靜止釋放b,求釋放瞬間金屬捧b的加速度大;

(2)若金屬棒固定,L=1m,B=1Tm=0.2kg,R=1,改變物體的質(zhì)量M,使金屬棒b沿斜面向上運動,請推導(dǎo)出金屬棒b獲得的最大速度v與物體質(zhì)量M的關(guān)系式,并在乙圖中畫出vm圖像;

(3)若將N端的物體去掉,并對細線的這一端施加豎直向下的恒力F=mg,同時將金屬棒a、b由靜止釋放。從靜止釋放到棒a恰好開始勻速運動的過程中,棒a的位移大小為x。求這個過程中棒a產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】(1);(2)見解析所示;(3)

【解析】

(1)設(shè)釋放瞬間金屬棒b的加速度大小為a,對物體有

對金屬棒b

解得

(2)當(dāng)金屬棒速度達到最大時,對物體有

對金屬棒b

對電路分析有

解得

vM圖像如下圖所示

(3)對兩棒受力分析可知,在任一時刻,對a

b

解得

即任一時刻兩棒的速度、加速度、位移總是大小相等、方向相反,同時達到勻速運動狀態(tài),此時的速度最大。設(shè)此時a、b棒的速度均為v1,則電路中的總電動勢

電路中的總電流

a

解得

從靜止釋放到a剛開始勻速運動的過程中,a、b的位移大小均為x,產(chǎn)生的焦耳熱均為Q,則由功能關(guān)系可得

解得

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用多用電表(內(nèi)置電源電動勢為E)、電壓表(內(nèi)阻為RV)、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等器材,完成下列實驗:

(1)將多用表的選擇開關(guān)置于“×1k“擋,然后把多用表紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)多用表的歐姆調(diào)零旋鈕,使多用表指針指向“0”位置。此時多用表的指針偏向表盤最______(填)位置,然后斷開表筆,此后不再改變選擇開關(guān),也不再轉(zhuǎn)動歐姆調(diào)零旋鈕;

(2)把多用表、滑動變阻器、電壓表三者串聯(lián)起來,如果圖示的接線是正確的,那么與多用表a接線柱相接的是__________(填)表筆;

(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器,觀察多用表指針,發(fā)現(xiàn)當(dāng)多用表讀數(shù)增大時,電壓表讀數(shù)隨之________(填增大減小);

(4)在調(diào)節(jié)滑動變阻器過程中,歐姆表最小讀數(shù)為12.0kΩ,對應(yīng)電壓表讀教為4.0V;歐姆表最大讀數(shù)為15.0kΩ,此時指針剛好指向正中央刻度,由此可知電壓表的內(nèi)阻為RV=_______,多用表內(nèi)部電源的電動勢E=_______V,滑動變阻器接入電路的電阻最大值為Rm=_______

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】疫情當(dāng)前,無人駕駛技術(shù)在配送、清潔、消毒等方面的應(yīng)用,節(jié)省人力的同時,也大幅降低了相關(guān)人員的感染風(fēng)險,對疫情防控起到了積極作用。某公司在研發(fā)無人駕駛汽車的過程中,對比甲乙兩輛車的運動,兩車在開始計時時剛好經(jīng)過同一位置且沿同一方向做直線運動,它們的速度隨時間變化的關(guān)系如圖所示,由圖可知( 。

A.t = 3s時,兩車第一次相距最遠B.甲車任何時刻加速度大小都不為零

C.t = 6s時,兩車又一次經(jīng)過同一位置D.甲車t = 6s時的加速度與t= 9s時的加速度相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗中,某同學(xué)使用了如圖(1)所示的裝置,計時器打點頻率為50Hz

1)該同學(xué)得到一條紙帶,在紙帶上取連續(xù)的六個點,如圖(b)所示,自A點起,相鄰兩點間的距離分別為10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm,則打E點時小車的速度為______m/s,小車的加速度為______m/s2

2)該同學(xué)要探究小車的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該保持______不變;若該同學(xué)要探究加速度a和拉力F的關(guān)系,應(yīng)該保持______不變.

3)該同學(xué)通過數(shù)據(jù)的處理作出了a-F圖象,如圖(c)所示,則

①圖中的直線不過原點的原因是____________________

②此圖中直線發(fā)生彎曲的原因是__________________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在“探究功與速度變化的關(guān)系”實驗中。采用如圖甲所示裝置,水平正方形桌面距離地面高度為,將橡皮筋的兩端固定在桌子邊緣上的兩點,將小球置于橡皮筋的中點,向左移動距離s,使橡皮筋產(chǎn)生形變,由靜止釋放后,小球飛離桌面,測得其平拋的水平射程為L。改變橡皮筋的條數(shù),重復(fù)實驗:

(1)實驗中,小球每次釋放的位置到桌子邊緣的距離s應(yīng)_____(填“不同”、“相同”或“隨意”)。

(2)取橡皮筋對小球做功W為縱坐標,為了在坐標系中描點得到一條直線,如圖乙所示。應(yīng)以____為橫坐標(填“”或“”)。若直線與縱軸的截距為b,斜率為k,可求得小球與桌面間的動摩擦因數(shù)為_____(用題中所給物理最的符號表示)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】電源、開關(guān)、平行板電容器連成如圖所示電路.閉合開關(guān)S,電源對電容器充電后,電容器帶電量為Q,板間電壓為U,板間電場強度大小為E0.則下列說法正確的是(  )

A. 若將A板下移少許,Q增大;U減;E0不變

B. 若將A板下移少許,Q不變;U減。E0減小

C. 若斷開開關(guān),將A板下移少許,Q增大;U不變;E0增大

D. 若斷開開關(guān),將A板下移少許,Q不變;U減小;E0不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】請完成驗證力的平行四邊形定則實驗的相關(guān)內(nèi)容.

(1) 如圖甲所示,在鋪有白紙的水平木板上,橡皮條一端固定在A,另一端拴兩個細繩套.

(2)如圖乙所示,用兩個彈簧測力計互成角度地拉橡皮條,使繩與橡皮條的結(jié)點伸長到某位置并記為O,記下此時彈簧測力計的示數(shù)F1F2_________________.

(3) 如圖丙所示,用一個彈簧測力計拉橡皮條,使繩與橡皮條的結(jié)點拉到O,記下此時彈簧測力計的示數(shù)F=____________N和細繩的方向.

(4) 如圖丁所示,已按一定比例作出了F1F2F的圖示,請用作圖法作出F1F2的合力F/._____

(5) F/F大小相等,方向略有偏差,如果此偏差僅由F1引起,則原因是F1的大小比真實值偏_______(”)F1F2的夾角比真實夾角偏______________.(”)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(1)下左圖螺旋測微器讀數(shù)為________mm,下右圖游標卡尺讀數(shù)為________mm

(2)某表頭滿偏電流為1mA、內(nèi)阻為982Ω。(以下計算結(jié)果均取整數(shù))

為將表頭改裝成量程為3V的電壓表,需要一個阻值為____Ω的電阻與表頭串聯(lián)

為將表頭改裝成量程為50mA的電流表,需一個阻值約為___Ω的電阻與表頭并聯(lián)

(3)有一個小燈泡上標有“4 V 2 W”的字樣,現(xiàn)在要用伏安法描繪這個燈泡的I-U圖線;現(xiàn)有下列器材供選用:

A.電壓表(05V,內(nèi)阻約10KΩ)

B.電壓表(015V,內(nèi)阻約20KΩ)

C.電流表(03A,內(nèi)阻約1Ω)

D.電流表(00.6A,內(nèi)阻約0.4Ω)

E.滑動變阻器(10Ω,2A)

F.滑動變阻器(500Ω,1A)

G.學(xué)生電源(直流6V)、開關(guān)、導(dǎo)線若干

實驗中所用電壓表應(yīng)選_____,電流表應(yīng)選_____,滑動變阻器應(yīng)選用_______。

在線框內(nèi)畫出實驗電路圖________,并根據(jù)所畫電路圖進行實物連接______

利用實驗數(shù)據(jù)繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示,分析曲線說明小燈泡電阻變化的特點:________

若把電阻元件Z和小燈泡接入如圖乙所示的電路中時,已知電阻Z的阻值為,已知A、B兩端電壓恒為2.5V,則此時燈泡L的功率約為_______W(保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,物體自 O點由靜止開始做勻加速直線運動,A、B、C、D為其運動軌跡上的四點,測得AB=2 m, BC=3m,且物體通過AB、BC、CD所用的時間均為0.5 s,則下列說法正確的是(

A. 物體的加速度為4 m/s2 B. CD=5 m

C. OA之間的距離為1m D. OA之間的距離為1.125m

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