【題目】如圖所示,處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1m,導(dǎo)軌平面與水平面成角,下端連接阻值為R的電阻,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為0.2kg、電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25。
(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時(shí)的加速度大;
(2)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí),電阻R消耗的功率為8W,求該速度的大;
(3)在上問中,若R=2Ω,金屬棒中的電流方向由a到b,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向。(g=10m/s2,sin=0.6,cos=0.8)
【答案】(1)(2)(3),磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上
【解析】
(1)因?yàn)榻饘侔魟傞_始下滑的速度為零,所以不受到安培力作用,由牛頓第二定律得
代入數(shù)據(jù)解得
(2)金屬棒下滑速度穩(wěn)定時(shí),棒受力平衡,根據(jù)平衡條件有
又因?yàn)榻饘侔艨朔才嗔ψ龉Φ墓β实扔陔娐分须娮?/span>R消耗的電功率
代入數(shù)據(jù)解得
(3)設(shè)電路中電流為I,兩導(dǎo)軌間金屬棒的長(zhǎng)為l,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則
因?yàn)?/span>,聯(lián)立解得
磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑的水平面AB與半徑R=0.5m的光滑豎直半圓軌道BCD在B點(diǎn)相切,D點(diǎn)為半圓軌道最高點(diǎn),A點(diǎn)的右側(cè)連接一粗糙的水平面,用細(xì)線連接甲、乙兩物體,中間夾一輕質(zhì)壓縮彈簧,彈簧與甲、乙兩物體不拴接,甲的質(zhì)量m1=4kg,乙的質(zhì)量m2=5kg,甲、乙均靜止。若燒斷細(xì)線,甲離開彈簧后經(jīng)過B點(diǎn)進(jìn)入半圓軌道,過D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力恰好為零。取g=10m/s2。甲、乙兩物體可看做質(zhì)點(diǎn),求:
(1)甲離開彈簧后經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度的大小vB;
(2)燒斷細(xì)線吋彈簧的彈性勢(shì)能EP;
(3)若固定甲,將乙物體換為質(zhì)量為m的物體丙,燒斷細(xì)線,丙物體離開彈簧后從A點(diǎn)進(jìn)入動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5的粗糙水平面,AF是長(zhǎng)度為4l的水平軌道,F端與半徑為l的光滑半圓軌道FCH相切,半圓的直徑FH豎直,如圖所示.設(shè)丙物體離開彈簧時(shí)的動(dòng)能為6mgl,重力加速度大小為g,求丙物體離開圓軌道后落回到水平面BAF上的位置與F點(diǎn)之間的距離s;
(4)在滿足第(3)問的條件下,若丙物體能滑上圓軌道,且能從GH間離開圓軌道滑落(G點(diǎn)為半圓軌道中點(diǎn)),求丙物體的質(zhì)量的取值范圍
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑水平面上靜止放著長(zhǎng)L=2.0m,質(zhì)量M=3.0kg的木板,一個(gè)質(zhì)量m=1.0kg的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))放在離木板右端d=0.40m處,小物體與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,F(xiàn)對(duì)木板施加F=10.0N水平向右的拉力,使其向右運(yùn)動(dòng)。 g取10m/s2.求:
(1)木板剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小;
(2)從開始拉動(dòng)木板到小物體脫離木板,拉力做功的大。
(3)為使小物體能脫離木板,此拉力作用時(shí)間最短為多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】豎直面內(nèi)一傾斜軌道與一足夠長(zhǎng)的水平軌道通過一小段光滑圓弧平滑連接,小物塊B靜止于水平軌道的最左端,如圖(a)所示。t=0時(shí)刻,小物塊A在傾斜軌道上從靜止開始下滑,一段時(shí)間后與B發(fā)生彈性碰撞(碰撞時(shí)間極短);當(dāng)A返回到傾斜軌道上的P點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)時(shí),速度減為0,此時(shí)對(duì)其施加一外力,使其在傾斜軌道上保持靜止。物塊A運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖(b)所示,圖中的v1和t1均為未知量。已知A的質(zhì)量為m,初始時(shí)A與B的高度差為H,重力加速度大小為g,不計(jì)空氣阻力。
(1)求物塊B的質(zhì)量;
(2)在圖(b)所描述的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,求物塊A克服摩擦力所做的功;
(3)已知兩物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相等,在物塊B停止運(yùn)動(dòng)后,改變物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù),然后將A從P點(diǎn)釋放,一段時(shí)間后A剛好能與B再次碰上。求改變前面動(dòng)摩擦因數(shù)的比值。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】圖a是用電流傳感器(相當(dāng)于電流表,其電阻可以忽略不計(jì))研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路,圖中兩個(gè)電阻的阻值均為R,L是一個(gè)自感系數(shù)足夠大的自感線圈,其直流電阻值也為R。圖b是某同學(xué)畫出的在t0時(shí)刻開關(guān)S切換前后,通過傳感器的電流隨時(shí)間變化的圖象。關(guān)于這些圖象,下列說法中正確的是
A.甲是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合,通過傳感器1的電流隨時(shí)間變化的情況
B.乙是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合,通過傳感器1的電流隨時(shí)間變化的情況
C.丙是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_,通過傳感器2的電流隨時(shí)間變化的情況
D.丁是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_,通過傳感器2的電流隨時(shí)間變化的情況
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在高度為L、足夠?qū)挼膮^(qū)域MNPQ內(nèi),有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd,在MN上方某一高度由靜止開始自由下落.當(dāng)bc邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),導(dǎo)線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng).已知重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力,求:
(1)導(dǎo)線框剛下落時(shí),bc邊距磁場(chǎng)上邊界MN的高度h;
(2)導(dǎo)線框離開磁場(chǎng)的過程中,通過導(dǎo)線框某一橫截面的電荷量q;
(3)導(dǎo)線框穿越磁場(chǎng)的整個(gè)過程中,導(dǎo)線框中產(chǎn)生的熱量Q.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器,廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域。如圖所示,將一金屬或半導(dǎo)體薄片垂直置于磁場(chǎng)B中,在薄片的兩個(gè)側(cè)面a、b間通以電流I時(shí),另外兩側(cè)c、f間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差,這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。其原因是薄片中的移動(dòng)電荷受洛倫茲力的作用向一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累,于是c、f間建立起電場(chǎng),同時(shí)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差。當(dāng)電荷所受的電場(chǎng)力與洛倫茲力處處相等時(shí),和達(dá)到穩(wěn)定值,的大小與I和B以及霍爾元件厚度d之間滿足關(guān)系式,其中比例系數(shù)稱為霍爾系數(shù),僅與材料性質(zhì)有關(guān)
(1)設(shè)半導(dǎo)體薄片的寬度(c、f間距)為l,請(qǐng)寫出和的關(guān)系式;若半導(dǎo)體材料是由電子導(dǎo)電的,請(qǐng)判斷圖中c、f哪端的電勢(shì)高;
(2)已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的電子數(shù)為n,電子的電荷量為e,請(qǐng)推導(dǎo)出霍爾系數(shù)的表達(dá)式;(通過橫截面積S的電流,其中v是導(dǎo)電電子定向移動(dòng)的平均速率)
(3)圖一是霍爾測(cè)速儀的示意圖,將非磁性圓盤固定在轉(zhuǎn)軸上,圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個(gè)永磁體,相鄰永磁體的極性相反;魻栐糜诒粶y(cè)圓盤的邊緣附近。當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),霍爾元件輸出的電壓脈沖信號(hào)圖像如圖二所示:
①若在時(shí)間t內(nèi),霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P,請(qǐng)導(dǎo)出圓盤轉(zhuǎn)速N的表達(dá)式;
②利用霍爾測(cè)速儀可以測(cè)量汽車行駛的里程.除此之外,請(qǐng)你展開“智慧的翅膀”,提出另一個(gè)實(shí)例或設(shè)想。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖(a)所示,揚(yáng)聲器中有一線圈處于磁場(chǎng)中,當(dāng)音頻電流信號(hào)通過線圈時(shí),線圈帶動(dòng)紙盆振動(dòng),發(fā)出聲音。俯視圖(b)表示處于輻射狀磁場(chǎng)中的線圈(線圈平面即紙面),磁場(chǎng)方向如圖中箭頭所示。在圖(b)中
A. 當(dāng)電流沿順時(shí)針方向時(shí),線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里
B. 當(dāng)電流沿順時(shí)針方向時(shí),線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外
C. 當(dāng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí),線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里
D. 當(dāng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí),線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在坐標(biāo)系xoy的第一、第三象限內(nèi)存在相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于xoy面向里;第四象限內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E. 一質(zhì)量為、帶電量為的粒子自y軸的P點(diǎn)沿x軸正方向射入第四象限,經(jīng)x軸上的Q點(diǎn)進(jìn)入第一象限,隨即撤去電場(chǎng),以后僅保留磁場(chǎng)。已知OP=d,OQ=2d,不計(jì)粒子重力。
(1)求粒子過Q點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向。
(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為一定值B0,粒子將以垂直y軸的方向進(jìn)入第二象限,求B0;
(3)若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為另一確定值,經(jīng)過一段時(shí)間后粒子將再次經(jīng)過Q點(diǎn),且速度與第一次過Q點(diǎn)時(shí)相同,求該粒子相鄰兩次經(jīng)過Q點(diǎn)所用的時(shí)間。
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