【題目】如圖所示,質量為M的足夠長金屬導軌abcd放在光滑的絕緣水平面上。一電阻不計、質量為m的導體棒PQ放置在導軌上,始終與導軌接觸良好,PQbc構成矩形閉合回路。棒與導軌間動摩擦因數(shù)為μ,棒左側有兩個固定于水平面的立柱。導軌bc段長為L,開始時PQ左側導軌的總電阻為R,右側導軌單位長度的電阻為r,整個空間存在豎直向上、磁感應強度為B的勻強磁場。在t=0時,一水平向左的拉力垂直作用于導軌的bc邊上,使導軌由靜止開始做勻加速直線運動,加速度大小為a。已知重力加速度為g,求:
(1)在t=t1時刻,電路中感應電動勢的大小及流過PQ棒的感應電流方向;
(2)從t=0時刻開始計時,經過多長時間矩形回路中感應電流最大?最大值是多少?
(3)從t=0時刻到回路中感應電流最大的過程中,回路產生的焦耳熱為Q,求拉力所做的功。
【答案】(1)BLat1 ,方向由Q到P (2) (3)
【解析】試題分析:根據感應電動勢的公式即可求解;求出經過時間 t導軌的位移,結合閉合電路歐姆定律即可求出電流的極值;對導軌應用動能定理和能量守恒可得拉力所做的功。
(1)bc邊切割磁感線,感應電動勢 E=BLv
根據速度時間公式:v=at1
所以得: E=BLat1
根據右手定則可知電流方向由 Q到 P
(2)經過時間 t導軌的位移為:
t時刻回路總電阻為:R總=R+2rx
由閉合電路歐姆定律: I=
可得:I=
當時電流最大
可得最大值:I=
(3)對導軌應用動能定理:
摩擦力做功: Wf=-μmgx
安培力做功: WA=-Q
將帶入可得:
根據速度時間公式:v=at
由能量守恒得:
解得:
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【題目】(多選)在中國航天驕人的業(yè)績中有這些記載:“天宮一號”在離地面343 km的圓形軌道上飛行;“嫦娥一號”在距月球表面高度為200 km的圓形軌道上飛行;“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)由“同步衛(wèi)星”(地球靜止軌道衛(wèi)星,在赤道平面,距赤道的高度約為 36 000千米)和“傾斜同步衛(wèi)星”(周期與地球自轉周期相等,但不定點于某地上空)等組成.則以下分析正確的是( )
A. 設“天宮一號”繞地球運動的周期為T,用G表示引力常量,則用表達式求得的地球平均密度比真實值要小
B. “天宮一號”的飛行速度比“同步衛(wèi)星”的飛行速度要小
C. “同步衛(wèi)星”和“傾斜同步衛(wèi)星”同周期、同軌道半徑,但兩者的軌道平面不在同一平面內
D. “嫦娥一號”與地球的距離比“同步衛(wèi)星”與地球的距離小
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【題目】如圖所示,由長為L的輕桿構成的等邊三角形支架位于豎直平面內,其中兩個端點分別固定質量均為m的小球A、B,系統(tǒng)可繞O點在豎直面內轉動,初始位置OA水平。由靜止釋放,重力加速度為g,不計一切摩擦及空氣阻力。則()
A. 系統(tǒng)在運動過程中機械能守恒
B. B球運動至最低點時,系統(tǒng)重力勢能最小
C. A球運動至最低點過程中,動能一直在增大
D. 擺動過程中,小球B的最大動能為經mgL
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【題目】在探究“恒力做功和物體動能變化之間的關系”的實驗中,某同學的實驗設計方案如圖所示.則
(1)該實驗用鉤碼的重力表示小車受到的合外力,在安裝時首先要____________,其次鉤碼和小車質量還需要滿足的條件是____________________.
(2)實驗碼的質中,得到一紙帶如圖所示,欲利用該紙帶探究從B到C過程中恒力做功和小車動能變化的關系,需要測出鉤碼質量m、小車的質量M,AB、BC、CD間距離x1、x2、x3、則從B到C過程中合力的功
W=___________。
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【題目】如圖,三個完全相同的帶正電的小球,從一高度開始自由落下,其中a直接落地,b下落過程中經過一個水平方向的勻強電場區(qū),c下落時經過一個水平方向的勻強磁場區(qū),不計空氣阻力,設它們落地的速度大小分別為va、vb、vc,則( )
A. va=vb =vc B. vb > va > vc C. va < vb = vc D. va =vc < vb
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【題目】一質量為1kg的質點靜止于光滑水平面上,從t=0時起,第1秒內受到2N的水平外力作用,第2秒內受到同方向的1N的外力作用。下列判斷正確的是()
A. 第2秒末外力的瞬時功率最大
B. 第2秒內外力所做的功是J
C. 0~2s內外力的平均功率是W
D. 第1秒內與第2秒內質點動能增加量的比值是
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【題目】如圖所示,AB是一可升降的豎直支架,支架頂端A處固定一弧形軌道,軌道末端水平。一條形木板的上端鉸接于過A的水平轉軸上,下端擱在水平地面上.將一小球從弧型軌道某一位置由靜止釋放,小球落在木板上的某處,測出小球平拋運動的水平射程x和此時木板與水平面的夾角θ,并算出tanθ.改變支架AB的高度,將小球從同一位置釋放,重復實驗,得到多組x和tanθ,記錄的數(shù)據如表:
(1)在圖(b)的坐標中描點連線,做出xtanθ的關系圖象__________________;
(2)根據xtanθ圖象可知小球做平拋運動的初速度v0 =________m/s;實驗中發(fā)現(xiàn)θ超過60°后,小球將不會掉落在斜面上,則斜面的長度為 ____________m.(重力加速度g取10m/s2,結果均保留兩位有效數(shù)字, ≈1.732);
(3)實驗中第_______次數(shù)據出現(xiàn)明顯錯誤,可能的原因是_________________ .
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【題目】如圖,將導熱性良好的薄壁圓筒開口向下豎直緩慢地放入水中,筒內封閉了一定質量的氣體(可視為理想氣體).當筒底與水面相平時,圓筒恰好靜止在水中.此時水的溫度t1=7.0℃,筒內氣柱的長度h1=14cm.已知大氣壓強p0=1.0×105Pa,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,重力加速度大小g取10m/s2.
(1)若將水溫緩慢升高至27℃,此時筒底露出水面的高度△h為多少?
(2)若水溫升至27℃后保持不變,用力將圓筒緩慢下移至某一位置,撤去該力后圓筒恰能靜止,求此時筒底到水面的距離H(結果保留兩位有效數(shù)字).
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【題目】為了測一個自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻RL,實驗室提供以下器材:
(A)待測線圈L(阻值約為2Ω,額定電流3A)
(B)電流表A1(量程0.6A,內阻r1=1Ω)
(C)電流表A2(量程3.0A,內阻r2約為0.2Ω)
(D)滑動變阻器R1(0~l0Ω)
(E)滑動變阻器R2(0~lkΩ)
(F)定值電阻R3=10Ω
(G)定值電阻R4=100Ω
(H)電源(電動勢E約為9V,內阻很。
(I)單刀單擲開關兩只S1、S2,導線若干.
要求實驗時,改變滑動變阻器的阻值,在盡可能大的范圍內測得多組Al表和A2表的讀數(shù)I1、I2,然后利用給出的I2-I1圖象(如乙圖所示),求出線圈的電阻RL的準確值.
①實驗中定值電阻應選用______,滑動變阻器應選用________。(填寫器材前面的序號,如:A、B、C等,直接寫器材名稱或符號均不得分)
②請你畫完圖甲方框中的實驗電路圖_____________。
③實驗結束時應先斷開開關_______.
④由I2-I1圖象,求得線圈的直流電阻RL=_______Ω.
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