【題目】如圖所示,一質(zhì)量m=0.5kg的“日”字形勻質(zhì)導線框“abdfeca”靜止在傾角α=37°的粗糙斜面上,線框各段長ab=cd=ef=ac=bd=ce =df=L=0.5m,ef與斜面底邊重合,線框與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,ab、cd、ef三段的阻值相等、均為R=0.4Ω,其余部分電阻不計。斜面所在空間存在一有界矩形勻強磁場區(qū)域GIJH,其寬度GI=HJ=L,長度IJ>L,IJ平行于ef,磁場垂直斜面向上,磁感應強度B=1T,F(xiàn)用一大小F=5N、方向沿斜面向上且垂直于ab的恒力作用在ab中點,使線框沿斜面向上運動,ab進入磁場時線框恰好做勻速運動。若不計導線粗細,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)ab進入磁場前線框運動的加速度大小a。
(2)cd在磁場中運動時,物體克服安培力做功的功率P。
(3)線框從開始運動到ef恰好穿出磁場的過程中,線框中產(chǎn)生的焦耳熱與外力F做功的比值。
【答案】(1)2m/s2(2)2.4W (3)5/49
【解析】
(1)ab進入磁場前,線框做勻加速運動,所受的摩擦力大小為:
f=μmgcosα=0.25×0.5×10×cos37°N=1N,
由牛頓第二定律有:F-mgsinα-f=ma
代入數(shù)據(jù)解得:
(2)由于線框穿越磁場的過程中有且僅有一條邊切割磁感線,等效電路也相同,所以線框一直做勻速運動,設速度大小為v,由力的平衡條件有:
F=mgsinα+μmgcosα+F安
代入數(shù)據(jù)解得:F安=1N
而安培力F安=BIL=
回路的總電阻為 R總=R+=0.4+0.2=0.6Ω
解得:v=2.4m/s
所以 P=F安v=2.4W
(3)設ab進入磁場前線框發(fā)生的位移為x,
則
而 Q=F安×3L=1×3×0.5J=1.5J
W=F(x+3L)=5×(1.44+3×0.5)J=14.7J
則
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【題目】某同學用彈性很好的橡皮筋(遵循胡克定律)等器材驗證了力的平行四邊形定則,進行的部分實驗如下:
A.先用刻度尺測量橡皮筋的原長;
B.將橡皮筋的一端固定在豎直平板的A點,另一端與兩個細繩套連接,細繩下掛一重物,任其自然下垂,結點為O,如圖甲所示,測量此時橡皮筋的長度;
C.用一個彈簧測力計,水平的通過細繩套把橡皮條的結點拉到O’位置,如圖乙所示;
D.記下彈簧測力計的讀數(shù)和細繩O’B的方向,用刻度尺測量橡皮筋的長度;
已測量的數(shù)據(jù)中,拉到位置O’時橡皮筋的伸長量是豎直懸掛時的倍。根據(jù)以上信息完成下面的問題:
(1)彈簧測力計的讀數(shù)如圖丙所示,讀數(shù)為____________;
(2)若g=10m/s2,懸掛重物的質(zhì)量為____________;
(3)在圖乙中,保持橡皮筋的方向不變,手拉測力計順時針緩慢旋轉(zhuǎn),在此過程中彈簧測力計的示數(shù)變化情況為____________。
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【題目】甲、乙兩車在平直公路上同向行駛,其v-t圖象如圖所示。已知兩車在t=30 s時并排行駛,則( )
A. 在t=10 s時,甲車在乙車后
B. 在t=0時,乙車在甲車前100m
C. 兩車另一次并排行駛的時刻有可能是t=5 s
D. 甲、乙車兩次并排行駛之間沿兩車的最大距離為200 m
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【題目】如圖所示,金屬導軌上的導體棒ab在勻強磁場中沿導軌做下列哪種運動時,銅制線圈c中將有感應電流產(chǎn)生且被螺線管吸引()
A. 向左做加速運動
B. 向左做減速運動
C. 向右做加速運動
D. 向右做減速運動
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【題目】如圖甲所示,一質(zhì)量為m =1kg的小物塊靜止在粗糙水平面上的A點,從t = 0時刻開始,物體在受如圖乙所示規(guī)律變化的水平力F作用下向右運動,第3s末物塊運動到B點時速度剛好為零,第5s末物塊剛好回到A點,已知物塊與粗糙水平面間的動摩擦因數(shù)μ= 0.2(g取10m/s2)則
(1)前3秒內(nèi)物體速度與加速度大小發(fā)生了什么變化;(定性說明大體變化即可)
(2)AB間的距離為多少;
(3)物體在0~3s時間內(nèi)的平均速度大小為多少;
(4)物體在0~5s時間內(nèi)的最大速率為多少。
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【題目】電磁軌道炮利用電流和磁場的作用使炮彈獲得超高速度,其原理可用來研制新武器和航天運載器。電磁軌道炮示意如圖,圖中直流電源電動勢為E,電容器的電容為C。兩根固定于水平面內(nèi)的光滑平行金屬導軌間距為l,電阻不計。炮彈可視為一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒MN,垂直放在兩導軌間處于靜止狀態(tài),并與導軌良好接觸。首先開關S接1,使電容器完全充電。然后將S接至2,導軌間存在垂直于導軌平面、磁感應強度大小為B的勻強磁場(圖中未畫出),MN開始向右加速運動。當MN上的感應電動勢與電容器兩極板間的電壓相等時,回路中電流為零,MN達到最大速度,之后離開導軌。問:
(1)磁場的方向;
(2)MN剛開始運動時加速度a的大小;
(3)MN離開導軌后電容器上剩余的電荷量Q是多少。
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【題目】一電子只在電場力作用下沿x軸正方向運動,其電勢能Ep隨位移x變化的關系如圖所示,其中0~x1段是曲線,x1~x2段是平行于x軸的直線,x2~x3段是傾斜直線,下列說法正確的是( )
A. 從0到x1電勢逐漸降低 B. x2處的電勢比x3處高
C. x1~x2段電場強度為最大 D. x2~x3段的電場強度減小
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【題目】如圖所示,半徑為R的圓輪在豎直面內(nèi)繞O軸勻速轉(zhuǎn)動,輪上A、B兩點各粘有一小物體,當B點轉(zhuǎn)至最低位置時,此時O、A、B、P四點在同一豎直線上,已知:OA=AB,P是地面上的一點。此時A、B兩點處的小物體同時脫落,最終落到水平地面上同一點。不計空氣阻力,則OP的距離是()
A. B. C. 5RD. 7R
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【題目】一列簡諧橫波沿x軸負方向傳播,如圖所示,其中圖甲是t=1 s時的波形圖,圖乙是該波中某振動質(zhì)點的位移隨時間變化的圖象(兩圖用同一時間起點).圖乙可能是圖甲中哪個質(zhì)點的振動圖象( )
A. x=1 m處的質(zhì)點 B. x=2 m處的質(zhì)點
C. x=3 m處的質(zhì)點 D. x=4 m處的質(zhì)點
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