【題目】如圖所示,傾角為θ=37°的足夠長平行導(dǎo)軌頂端bc間、底端ad間分別連一電阻,其阻值為R1=R2=2r,兩導(dǎo)軌間距為L=1m。在導(dǎo)軌與兩個電阻構(gòu)成的回路中有垂直于軌道平面向下的磁場,其磁感應(yīng)強度為B1=1T。在導(dǎo)軌上橫放一質(zhì)量m=1kg、電阻為r=1Ω、長度也為L的導(dǎo)體棒ef,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終良好接觸,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5。在平行導(dǎo)軌的頂端通過導(dǎo)線連接一面積為S=0.5m2、總電阻為r、匝數(shù)N=100的線圈(線圈中軸線沿豎直方向),在線圈內(nèi)加上沿豎直方向,且均勻變化的磁場B2(圖中未畫),連接線圈電路上的開關(guān)K處于斷開狀態(tài),g=10m/s2,不計導(dǎo)軌電阻。
求:
(1)從靜止釋放導(dǎo)體棒,導(dǎo)體棒能達到的最大速度是多少?
(2)導(dǎo)體棒從靜止釋放到穩(wěn)定運行之后的一段時間內(nèi),電阻R1上產(chǎn)生的焦耳熱為Q=0.5J,那么導(dǎo)體下滑的距離是多少?
(3)現(xiàn)閉合開關(guān)K,為使導(dǎo)體棒靜止于傾斜導(dǎo)軌上,那么在線圈中所加磁場的磁感應(yīng)強度的方向及變化率大小的取值范圍?
【答案】⑴⑵⑶
【解析】⑴對導(dǎo)體棒,由牛頓第二定律有
①
其中 ②
由①②知,隨著導(dǎo)體棒的速度增大,加速度減小,當(dāng)加速度減至0時,導(dǎo)體棒的速度達最大,有 ③
⑵導(dǎo)體棒從靜止釋放到穩(wěn)定運行之后的一段時間內(nèi),由動能定理有
④
根據(jù)功能關(guān)系有 ⑤
根據(jù)并聯(lián)電路特點得 ⑥
由③④⑤⑥聯(lián)立得 ⑦
⑶開關(guān)閉合后,導(dǎo)體棒ef受到的安培力 ⑧
干路電流 ⑨
電路的總電阻 ⑩
根據(jù)電路規(guī)律及⑨⑩得
由⑧聯(lián)立得
當(dāng)安培力較大時
由得
當(dāng)安培力較小時
由得
故為使導(dǎo)體棒靜止于傾斜導(dǎo)軌上,磁感應(yīng)強度的變化的取值范圍為:
根據(jù)楞次定律和安培定則知閉合線圈中所加磁場:若方向豎直向上,則均勻減。蝗舴较蜇Q直向下,則均勻增強。
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【題目】從“神舟六號”載人飛船的發(fā)射成功可以預(yù)見,隨著航天員在軌道艙內(nèi)停留時間的增加,體育鍛煉成了一個必不可少的環(huán)節(jié),下列器材適宜航天員在軌道艙中進行鍛煉的是
A. 啞鈴 B. 彈簧拉力器 C. 單杠 D. 跑步機
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【題目】關(guān)于重力、彈力、摩擦力,下列說法正確的是
A. 物體的重心一定在物體的幾何中心
B. 課桌對地面的壓力就是課桌的重力
C. 摩擦力的方向一定與物體的運動方向相反
D. 相對地面靜止的物體也可能受到滑動摩擦力
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【題目】如圖,一個固定在豎直平面上的光滑圓形管道,管道里有一個直徑略小于管道內(nèi)徑的小球,小球在管道內(nèi)做圓周運動,下列說法中正確的是( 。
A. 小球通過管道最高點時,小球?qū)艿赖淖饔昧σ欢ㄏ蛳?/span>
B. 小球通過管道最高點時,小球?qū)艿赖淖饔昧赡転榱?/span>
C. 小球通過管道最低點時,小球?qū)艿赖淖饔昧赡転榱?/span>
D. 小球通過管道最低點時,小球?qū)艿赖淖饔昧σ欢ㄏ蛳?/span>
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【題目】在做“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗時,所用電流表內(nèi)阻約為幾歐,電壓表內(nèi)阻約為十幾千歐。實驗中得到了多組數(shù)據(jù),通過描點連線在I-U坐標(biāo)系中得到了小電珠的伏安特性曲線如圖甲所示。
(1)在虛線框中畫出實驗電路圖______。
(2)根據(jù)圖乙所示,可確定小電珠的功率P與U2和P與I2的關(guān)系,下列圖中合理的是________。
(3)將被測小電珠與定值電阻R和電源串聯(lián)成如圖丙所示的電路,電源電動勢為6.0 V,內(nèi)阻為1.5 Ω,定值電阻R為3.5 Ω,則小電珠消耗的實際功率為________W(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。
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【題目】在盧瑟福的α粒子散射實驗中,有少數(shù)的α粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn),其原因是( )
A.原子中有帶負電的電子,電子會對α粒子有引力的作用
B.正電荷在原子中是均勻分布的
C.原子的正電荷和絕大部分的質(zhì)量都集中在一個很小的核上
D.原子是可再分的
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【題目】物理學(xué)重視邏輯推理,崇尚理性,其理論總是建立在對事實觀察的基礎(chǔ)上,下列說法正確的是( )
A.電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識到原子具有核式結(jié)構(gòu)
B.天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的
C.α粒子散射實驗的重要發(fā)現(xiàn)是電荷是量子化的
D.密立根油滴實驗表明核外電子的軌道是不連續(xù)的
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【題目】某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律。
(1)該實驗小組某次實驗開始時的情形如圖7所示,老師發(fā)現(xiàn)他們這次的實驗中存在兩處明顯或不當(dāng)?shù)胤剑@兩處分別是:① ____________;② ____________。
(2)該實驗小組經(jīng)修改錯誤并正確操作,得到一條理想的紙帶,紙帶上O點為重錘自由下落時的打點起點。實驗小組每間隔一個點選取一個計數(shù)點,并測得計數(shù)點A、B、C、D到O點的距離如圖所示。已知所掛重錘的質(zhì)量為0.1kg,紙帶上相鄰兩點 的時間間隔為0. 02s,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?. 8m/s2,則:根據(jù)紙帶,打點計時器打下B點時,重錘的動能= _________,從開始下落算起,打點計時器記錄B點時,重錘的重力勢能減少量為___________。由此可以得到的實驗結(jié)論是:__________________。(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
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【題目】關(guān)于彈性形變和彈力的說法中正確的是
A. 物體先發(fā)生彈性形變,后產(chǎn)生彈力
B. 物體先產(chǎn)生彈力,后發(fā)生彈性形變
C. 彈力和彈性形變是同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失的
D. 彈力是因為受力物體發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的
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