【題目】如圖所示,傾斜角θ=30°的光滑傾斜導(dǎo)體軌道(足夠長(zhǎng))與光滑水平導(dǎo)體軌道連接.軌道寬度均為L(zhǎng)=1m,電阻忽略不計(jì).勻強(qiáng)磁場(chǎng)I僅分布在水平軌道平面所在區(qū)域,方向水平向右,大小B1=1T;勻強(qiáng)磁場(chǎng)II僅分布在傾斜軌道平面所在區(qū)域,方向垂直于傾斜軌道平面向下,大小B2=1T.現(xiàn)將兩質(zhì)量均為m=0.2kg,電阻均為R=0.5Ω的相同導(dǎo)體棒ab和cd,垂直于軌道分別置于水平軌道上和傾斜軌道上,并同時(shí)由靜止釋放.取g=10m/s2.
(1)求導(dǎo)體棒cd沿斜軌道下滑的最大速度的大小;
(2)若已知從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到cd棒達(dá)到最大速度的過(guò)程中,ab棒產(chǎn)生的焦耳熱Q=0.45J,求該過(guò)程中通過(guò)cd棒橫截面的電荷量;
(3)若已知cd棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)距水平軌道高度h=10m,cd棒由靜止釋放后,為使cd棒中無(wú)感應(yīng)電流,可讓磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化,將cd棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻記為t=0,此時(shí)磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0=1T,試求cd棒在傾斜軌道上下滑的這段時(shí)間內(nèi),磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系式.
【答案】(1);(2);(3)。
【解析】
試題分析:(1)做出側(cè)視平面圖,cd棒加速下滑,安培力逐漸增大,加速度逐漸減小,加速度減小到零時(shí)速度增大到最大,此時(shí)cd棒所受合力為零,此后cd棒勻速下滑。對(duì)cd棒受力分析,如圖所示。
沿導(dǎo)軌方向有
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
感應(yīng)電流
安培力
得最大速度
(2)設(shè)cd棒下滑距離為x時(shí),ab棒產(chǎn)生的焦耳熱Q,此時(shí)回路中總焦耳熱為2Q。
根據(jù)能量守恒定律,有
解得下滑距離
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值
感應(yīng)電流平均值
通過(guò)cd棒橫截面的電荷量
(3)若回路中沒(méi)有感應(yīng)電流,則cd棒勻加速下滑,加速度為
初始狀態(tài)回路中磁通量
一段時(shí)間后,cd棒下滑距離
此時(shí)回路中磁通量
回路中沒(méi)有感應(yīng)電流,則,即
由上可得磁感應(yīng)強(qiáng)度
代入數(shù)據(jù)得,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在“測(cè)定金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中,所用的測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)。待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50 cm。
(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑,某一次測(cè)量結(jié)果(接近多次測(cè)量的平均值)如圖1所示,其讀數(shù)為_________mm。
(2)用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx的阻值(約為15 Ω),實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材:
A.電池組E(電動(dòng)勢(shì)為3 V,內(nèi)阻約為1 Ω)
B.電流表A1(量程為0~0.6 A,內(nèi)阻約為0.5 Ω)
C.電流表A2(量程為0~3 A,內(nèi)阻為0.02 Ω)
D.電壓表V1(量程為0~3 V,內(nèi)阻約為5 kΩ)
E.電壓表V2(量程為0~15 V,內(nèi)阻為15 kΩ)
F.電阻箱R(阻值范圍為0~99.99 Ω,額定電流為1 A)
G.開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干
為使測(cè)量盡可能準(zhǔn)確,電流表應(yīng)選用_______,電壓表應(yīng)選用_______;(填器材前的字母標(biāo)號(hào))應(yīng)采用下面給出的________電路進(jìn)行測(cè)量。
(3)根據(jù)記錄的電阻箱阻值R及對(duì)應(yīng)電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U,在坐標(biāo)紙上作–圖象如圖2所示,根據(jù)圖象可得金屬絲的電阻Rx=_______Ω(保留兩位有效數(shù)字)。
(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算金屬絲的電阻率約為_______填選項(xiàng)前的字母標(biāo)號(hào))。
A. B. C. D.
(5)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的誤差,下列說(shuō)法中正確的是______
A.用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑時(shí),由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差
B.由電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差
C.若將電流表和電壓表內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi),可以消除由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差
D.用–圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲的電阻可以減小偶然誤差
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,均勻金屬圓環(huán)的總電阻為2R,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直地穿過(guò)圓環(huán)。金屬桿OM的長(zhǎng)為l,電阻為,M端與環(huán)緊密接觸,金屬桿OM繞過(guò)圓心的轉(zhuǎn)軸O以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)。電阻R的一端用導(dǎo)線和環(huán)上的A點(diǎn)連接,另一端和金屬桿的轉(zhuǎn)軸O處的端點(diǎn)相連接。下列正確的是
A. 通過(guò)電阻R的電流的最大值為
B. 通過(guò)電阻R的電流的最小值為
C. OM中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒為
D. 通過(guò)電阻R的電流恒為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,物體沿弧形軌道滑下后進(jìn)入順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平傳送帶上,并從右端滑出,則傳送帶對(duì)物體做功的情況不可能是( )
A. 始終不做功 B. C. 始終做負(fù)功 D. 先做正功后做負(fù)功
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在如圖所示的電路中,R1、R2、R3和R4皆為定值電阻,R5為可變電阻,電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r.設(shè)電流表A的讀數(shù)為I,電壓表V的讀數(shù)為U,當(dāng)R5的滑動(dòng)觸點(diǎn)向圖中的a端移動(dòng)時(shí)( )
A. I變小
B. I變大
C. U變大
D. U變小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,板間距為d、板長(zhǎng)為4d的水平金屬板A和B上下正對(duì)放置,并接在電源上,F(xiàn)有一電荷量為q、質(zhì)量為m帶電的質(zhì)點(diǎn)沿兩板中心線以某一速度水平射入,兩板間加上某一恒定電壓,如果A接負(fù)時(shí),該質(zhì)點(diǎn)就沿兩板中心線射出;如果A接正時(shí),該質(zhì)點(diǎn)就射到B板距左端為d的C處。取重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力。
(1)求該恒定電壓U0大;
(2)求質(zhì)點(diǎn)射入兩板時(shí)的速度v0;
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑、足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ的間距為l,所在平面與水平面成θ角,處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。兩導(dǎo)軌的一端接有阻值為R的電阻。質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒ab垂直放置于導(dǎo)軌上,且m由一根輕繩通過(guò)一個(gè)定滑輪與質(zhì)量為M的靜止物塊相連,物塊被釋放后,拉動(dòng)金屬棒ab加速運(yùn)動(dòng)H距離后,金屬棒以速度v勻速運(yùn)動(dòng)。求:(導(dǎo)軌電阻不計(jì))
(1)金屬棒αb以速度v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)兩端的電勢(shì)差Uab;
(2)物塊運(yùn)動(dòng)H距離過(guò)程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱QR。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,A、B為兩塊平行金屬板,A板帶正電荷、B板帶負(fù)電荷.兩板之間存在著勻強(qiáng)電場(chǎng),兩板間距為d、電勢(shì)差為U,在B板上開(kāi)有兩個(gè)間距為L的小孔.C、D為兩塊同心半圓形金屬板,圓心都在貼近B板的O′處,C帶正電、D帶負(fù)電.兩板間的距離很近,兩板末端的中心線正對(duì)著B板上的小孔,兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度可認(rèn)為大小處處相等,方向都指向O′.半圓形金屬板兩端與B板的間隙可忽略不計(jì).現(xiàn)從正對(duì)B板小孔緊靠A板的O處由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的微粒(微粒的重力不計(jì)),問(wèn):
(1)微粒穿過(guò)B板小孔時(shí)的速度多大?
(2)為了使微粒能在C、D板間運(yùn)動(dòng)而不碰板,C、D板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小應(yīng)滿(mǎn)足什么條件?
(3)從釋放微粒開(kāi)始,經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間微粒通過(guò)半圓形金屬板間的最低點(diǎn)P點(diǎn)?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖象,關(guān)于這個(gè)質(zhì)點(diǎn)在0﹣4s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法中正確的是( 。
A. 質(zhì)點(diǎn)的速度方向不變 B. 質(zhì)點(diǎn)的加速度方向不變
C. 2s末質(zhì)點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn) D. 2s時(shí)質(zhì)點(diǎn)所受合力改變方向
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