【題目】如圖,長度均為L的光滑導(dǎo)軌OM、ON固定在豎直平面內(nèi),電阻不計(jì),兩導(dǎo)軌與豎直方向夾角均為30°?臻g存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、長為L的導(dǎo)體棒受到豎直向上的拉力F作用,向下運(yùn)動(dòng),棒始終與y軸垂直對(duì)稱,且與導(dǎo)軌接觸良好,在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)棒上的電流強(qiáng)度恒定為I。導(dǎo)體棒單位長度電阻值為r,重力加速度為g。
(1)分析并說明該導(dǎo)體棒在軌道上做何種運(yùn)動(dòng);
(2)求棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力F的功率與y的關(guān)系;
(3)說明棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)過程中涉及的做功與能量變化的情況。
【答案】(1)勻速直線運(yùn)動(dòng);(2);(3)見解析
【解析】
(1)導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢
閉合回路中的電流
得
I、r、B均恒定,故v恒定,即棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
(2)導(dǎo)體棒受力情況如下圖所示
由共點(diǎn)力平衡知
得
又
得
(3)導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)過程中重力對(duì)棒做正功,重力勢能減少;拉力對(duì)棒做負(fù)功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能;安培力對(duì)棒做負(fù)功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能;電流做功,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】將從空中下落的雨滴看作為球體,設(shè)它豎直落向地面的過程中所受空氣阻力大小為f=kr2v2,其中v是雨滴的速度大小,r是雨滴半徑,k是比例系數(shù)。設(shè)雨滴間無相互作用且雨滴質(zhì)量不變,重力加速度為g。
(1)試通過列式說明雨滴在下落過程中加速度如何變化;
(2)設(shè)雨滴的密度為ρ,推導(dǎo)雨滴無風(fēng)下落過程中的最大速度vm與半徑r的關(guān)系式;
(3)示意圖中畫出了半徑為r1、r2(r1>r2)兩種雨滴在空氣中無初速下落的v–t圖線,其中對(duì)應(yīng)半徑為r1的雨滴;
(4)無風(fēng)時(shí),一般情況下小雨和暴雨雨滴落地時(shí)速度有何不同?說明該自然現(xiàn)象的原因。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一輛正沿平直路面行駛的車廂內(nèi),一個(gè)面向車前進(jìn)方向站立的人對(duì)車廂壁施加水平推力F,在車前進(jìn)s的過程中,下列說法正確的是( )
A. 當(dāng)車勻速前進(jìn)時(shí),人對(duì)車做的總功為正功
B. 當(dāng)車減速前進(jìn)時(shí),人對(duì)車做的總功為負(fù)功
C. 當(dāng)車加速前進(jìn)時(shí),人對(duì)車做的總功為負(fù)功
D. 不管車如何運(yùn)動(dòng),人對(duì)車做的總功都為零
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為m=1.0 kg的物體在水平力F=5 N的作用下,以v0=10 m/s向右勻速運(yùn)動(dòng)。傾角為θ=37°的斜面與水平面在A點(diǎn)用極小的光滑圓弧相連。物體與水平面、斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,物體到達(dá)A點(diǎn)后撤去水平力 F,再經(jīng)過一段時(shí)間物體到達(dá)最高點(diǎn)B點(diǎn)。g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。( )
A.A、B間距離為5m
B.A、B間距離為6m
C.從A點(diǎn)算起,經(jīng)1 s物體到達(dá)最高點(diǎn)
D.從A點(diǎn)算起,經(jīng)2 s物體到達(dá)最高點(diǎn)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某單板滑雪的賽道結(jié)構(gòu)如圖所示,斜坡AB與水平面夾角為53°,它和半徑為24m的光滑圓弧BC平滑相交于B點(diǎn),BC弧對(duì)應(yīng)的圓心角為37°,圓心O處于B點(diǎn)正上方。一運(yùn)動(dòng)員從斜坡上A點(diǎn)由靜止起自由下滑,到達(dá)C點(diǎn)時(shí)脫離軌道,在空中表演出各種漂亮的技術(shù)動(dòng)作后,以15m/s的速度落于另一斜坡E點(diǎn)。A、B兩點(diǎn)間的高度差為m,C、E兩點(diǎn)間的高度差為m,不計(jì)空氣阻力,取sin53°=cos37°=0.8,cos53°=sin37°=0.6,g=10m/s2。求:
(1)運(yùn)動(dòng)員下滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大小vB;
(2)滑板與斜坡AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,長為L=8m、質(zhì)量為M=4kg的長木板放置于光滑的水平面上,其左端有一個(gè)大小可忽略,質(zhì)量為m=1kg的物塊,物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,開始時(shí)物塊與木板處于靜止?fàn)顟B(tài),物塊的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取g=10m/s2;用外力固定木板,對(duì)物塊施加方向水平向右的恒定拉力F=8N,使物塊在木板上滑動(dòng)起來,求:
(1)求物塊在木板上滑行的加速度大;
(2)物塊從木板左端運(yùn)動(dòng)到右端經(jīng)歷的時(shí)間;
(3)若不用外力固定木板,對(duì)物塊施加方向水平向右的恒定拉力F=2N,求物塊和木板的加速度大小.
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【題目】氣球以10 m/s的速度勻速豎直上升,從氣球上掉下一個(gè)物體,經(jīng)17 s到達(dá)地面.求物體剛脫離氣球時(shí)氣球的高度.(g=10 m/s2).
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【題目】回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場,使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速,兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中,如圖所示.設(shè)D形盒半徑為R.若用回旋加速器加速質(zhì)子(氫核)時(shí),勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,高頻交流電源的周期為T.質(zhì)子質(zhì)量為m,電荷量為e.則下列說法正確的是( )
A. 高頻交流電源周期應(yīng)為T=
B. 質(zhì)子被加速后的最大動(dòng)能Ek不可能超過
C. 質(zhì)子被加速后的最大動(dòng)能與狹縫間的加速電壓、加速次數(shù)有關(guān)
D. 不改變B或T,該回旋加速器不能用于加速α粒子(即氦核)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,足夠長的柔軟導(dǎo)線跨過滑輪懸掛兩條水平金屬棒MN、PQ ,棒長均為l=0.50m,電阻值均為R =1.0Ω的電阻。MN質(zhì)量m1=0.10kg, PQ質(zhì)量m2=0.20kg,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向水平且垂直于MN和PQ。t=0時(shí)刻,對(duì)金屬棒MN施加一個(gè)豎直向下的外力F,使之由靜止開始運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中電路中的電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。電路中其他部分電阻忽略不計(jì), g取10m/s2:
(1)求2.0s末金屬棒MN瞬時(shí)速度的大;
(2)求4.0s末力F的瞬時(shí)功率;
(3)已知0~3.0s時(shí)間內(nèi)MN上產(chǎn)生的熱量為0.36J,試計(jì)算F對(duì)金屬棒MN所做的功。
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