【題目】如圖所示,MN和PQ是兩條足夠長的光滑平行導(dǎo)軌,間距L=0.5m,電阻不計,導(dǎo)軌所在的平面與豎直面的夾角為θ=60°,導(dǎo)軌上端M和P與水平面內(nèi)的直流電路相連,導(dǎo)軌所在的空間有垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=2T。電路中電池電動勢E=6v,內(nèi)阻r=1Ω,電阻R=4Ω。將單刀三擲開關(guān)k(b點為空檔)擲于a點后,將一根長度等于導(dǎo)軌間距、質(zhì)量m=0.4kg的直導(dǎo)棒垂直放在導(dǎo)軌上,導(dǎo)棒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。重力加速度g=10m/s2。求:
(1)直導(dǎo)棒的電阻;
(2)將開關(guān)k從a點改擲于b點,經(jīng)過3s再將開關(guān)k擲于c點,電阻R所消耗電功率的最大值和最小值。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)設(shè)棒的電阻為R1,由平衡條件得
E=I(R1+r)
解得 R1=2Ω
(2)開關(guān)k擲于b后電路斷開,導(dǎo)棒做初速度為零的勻加速運動,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢但無電流,設(shè)導(dǎo)棒加速度為a1,經(jīng)過3s時速度為v1,
mgcos60°= ma1
v1=a1t
設(shè)k擲于c點瞬間棒的電流為I1,所受安培力為F1,如圖b所示
BLv1=I1(R+R1)
F1=BI1L
解得F1=2.5N
因為F1>mgcos60°,所以k2閉合后棒將做減速運動,感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流和所受安培力都將減小。當(dāng)安培力的大小減小到F2=mgcos60°=2N時,棒將做勻速運動,設(shè)此時棒的電流為I2 。分析可知,k2閉合瞬間R消耗的電功率最大,棒勻速運動時R消耗的電功率最小。
P最大=I12R=25W
BI2L=mgcos60°
P最小=I22R=16W
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【題目】如圖所示,在0≤x≤2L的區(qū)域內(nèi)存在著勻強磁場,磁場方向垂直于xy坐標(biāo)系平面(紙面)向里。具有一定電阻的矩形線框abcd位于xy坐標(biāo)系平面內(nèi),線框的ab邊與y軸重合,bc邊長為L。設(shè)線框從t=0時刻起在外力作用下由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運動,則線框中的感應(yīng)電流i(取逆時針方向的電流為正)隨時間t變化的函數(shù)圖象可能是圖中的 ( )
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【題目】如圖所示,一質(zhì)量為m的小球,用長為l的輕繩懸掛于O點,初始時刻小球靜止于P點,第一次小球在水平拉力F作用下,從P點緩慢地移動到Q點,此時輕繩與豎直方向夾角為θ,張力大小為T,下列說法中正確的是(不計空氣阻力,重力加速度為g)( 。
A. 拉力F先增大后減小
B. 輕繩的張力逐漸減小
C. 最終水平拉力,繩子拉力
D. 整個過程中,水平拉力F所做的功為
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【題目】如圖,一光滑的輕滑輪用細(xì)繩OO’懸掛于O點;另一細(xì)繩跨過滑輪,其一端懸掛物塊a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b。外力F向右上方拉b,與水平桌面夾角為θ,整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。若F大小不變,θ變小,物塊b仍始終保持靜止,則
A. 繩OO’的拉力變大
B. 物塊b受的摩擦力一定變大
C. 物塊b對桌面的壓力一定變大
D. 桌面對b的支持力和摩擦力的合力保持不變
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【題目】電飯鍋工作時有兩種狀態(tài):一種是鍋內(nèi)水燒干前的加熱狀態(tài),另一種是鍋內(nèi)水燒干后保溫狀態(tài),如圖所示是電飯鍋電路原理示意圖,K是感溫材料制造的開關(guān)。下列說法中正確的是( )
A. 其中R2是供加熱用的電阻絲
B. 當(dāng)開關(guān)S接通時電飯鍋為加熱狀態(tài),S斷開時為保溫狀態(tài)
C. 要使R2在保溫狀態(tài)時的功率為加熱狀態(tài)的一半,R1/R2應(yīng)為2:1
D. 要使R2在保溫狀態(tài)時的功率為加熱狀態(tài)時一半,R1/R2應(yīng)為(-1):1
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【題目】有個演示實驗,在上下面都是金屬板的玻璃盒內(nèi),放了許多錫箔紙揉成的小球,當(dāng)上下板間加上電壓后,小球就上下不停地跳動.現(xiàn)取以下簡化模型進行定量研究.
如圖所示,電容量為C的平行板電容器的極板A和B水平放置,相距為d,與電動勢為ε、內(nèi)阻可不計的電源相連.設(shè)兩板之間只有一個質(zhì)量為m的導(dǎo)電小球,小球可視為質(zhì)點.已知:若小球與極板發(fā)生碰撞,則碰撞后小球的速度立即變?yōu)榱,帶電狀態(tài)也立即改變,改變后,小球所帶電荷符號與該極板相同,電量為極板電量的α倍(α<<1).不計帶電小球?qū)O板間勻強電場的影響.重力加速度為g.
(1)欲使小球能夠不斷地在兩板間上下往返運動,電動勢ε至少應(yīng)大于多少?
(2)設(shè)上述條件已滿足,在較長的時間間隔T內(nèi)小球做了很多次往返運動.求在T時間內(nèi)小球往返運動的次數(shù)以及通過電源的總電量.
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【題目】如圖所示,將質(zhì)量為m的滑塊放在傾角為的固定斜面上;瑝K與斜面之間的動摩擦因數(shù)為。若滑塊與斜面之間的最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等,則 ( )
A. 將滑塊由靜止釋放,如果>tan,滑塊將下滑
B. 給滑塊沿斜面向下的初速度,如果<tan,滑塊將減速下滑
C. 用平行于斜面向上的力拉滑塊向上勻速滑動,如果=tan,拉力大小應(yīng)是2mgsin
D. 用平行于斜面向下的力拉滑塊向下勻速滑動,如果=tan,拉力大小應(yīng)是mgsin
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【題目】為判斷線圈繞向,可將靈敏電流計G與線圈L連接,如圖所示,已知線圈由a端開始繞至b端,當(dāng)電流從電流計G左端流入時,指針向左偏轉(zhuǎn).
(1)將磁鐵N極向下,從線圈L中向上抽出時,發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn),俯視線圈,其繞向為_____(填:“順時針”或“逆時針”).
(2)當(dāng)條形磁鐵從圖示中的虛線位置向右遠(yuǎn)離L時,指針向右偏轉(zhuǎn),俯視線圈,其繞向為_____(填:“順時針”或“逆時針”).
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【題目】某實驗小組采用如圖所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系,小車在橡皮筋的作用下彈出后,沿木板滑行。打點計時器的工作頻率為50Hz。
(1)實驗中木板略微傾斜,這樣做_________;
A.是為了使釋放小車后,小車能勻加速下滑 |
B.是為了增大小車下滑的加速度 |
C.可使得橡皮筋做的功等于合力對小車做的功 |
D.可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運動 |
(2)實驗中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3條…合并起來掛在小車的前端進行多次實驗,每次都要把小車?yán)酵晃恢迷籴尫。把?/span>1次只掛1條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功記為W1,第二次掛2條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功為2W1…橡皮筋對小車做功后而使小車獲得的速度可由打點計時器打出的紙帶測出。根據(jù)第四次的紙帶(如圖所示)求得小車獲得的速度為____m/s。(保留三位有效數(shù)字)
(3)若根據(jù)多次測量數(shù)據(jù)畫出的W-v圖象如圖所示,根據(jù)圖線形狀,可知對W與v的關(guān)系符合實際的是圖_______。
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