【題目】在傾角θ=30°的斜面上,固定一金屬框,寬l=0.25m,接入電動勢E=12V、內(nèi)阻不計的電池。垂直框面放置一根質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒ab,它與框架間的動摩擦因數(shù)μ=,整個裝置放在磁感應(yīng)強度B=0.8T、垂直框面向上的勻強磁場中,如圖所示。
(1)當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值為3Ω時,金屬棒靜止,求此時的摩擦力的大小和方向?
(2)當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)時,可使金屬棒靜止在框架上?(框架與金屬棒的電阻不計,g取10m/s2)
【答案】(1)摩擦力向上,大小為0.2N;(2)1.6Ω≤R≤4.8Ω
【解析】
(1)根據(jù)歐姆定律知流過ab的電流
受力分析知安培力沿斜面向上,F安=BIl=0.8×4×0.25N=0.8N
重力沿斜面的分力為mgsin30°=1N
由于安培力小于重力沿斜面的分力,故摩擦力向上,f=mgsin30°﹣F安=0.2N
(2)當(dāng)滑動變阻器R取值較大,I較小時,安培力F較小,在金屬棒重力的分力作用下金屬棒有沿框面下滑的趨勢,金屬棒所受的靜摩擦力框面向上,金屬棒剛好不下滑時,滿足平衡條件,則得:Bl+μmgcosθ﹣mgsinθ=0
代入數(shù)據(jù)解得:Rmax=4.8Ω
當(dāng)安培力較大,摩擦力方向沿框面向下時:
Bl﹣μmgcosθ﹣mgsinθ=0
代入數(shù)據(jù)解得:Rmin=1.6Ω
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【題目】下圖為簡易多用電表的電路圖圖中E是電池;R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6 是可變電阻,表頭G為靈敏電流表,虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A端和B端分別與兩表筆相連。
(1) 當(dāng)換擋開關(guān)接1、2時為_______,接3時為________, 接 4、5時為________(選填“直流電壓擋”、“直流電流擋”、“歐姆擋”)。
(2) 圖中的B端與_____(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。
(3) 有關(guān)歐姆檔的使用,下面的敘述正確的是(______)
A. 測電阻前,要使紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)電阻R6,使電表指針指在表盤右端“0Ω”位置
B. 測電阻時,指針偏轉(zhuǎn)角度越大,待測電阻阻值越大
C. 測電阻時,調(diào)到電阻“x100Ω”檔測量,指針偏轉(zhuǎn)角度過小,應(yīng)換“x10Ω”檔
D. 測電阻時,換擋后應(yīng)該重新將紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)電阻R6,使電表指針指在表盤右端電阻“0Ω”位置
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【題目】如今極限運動滑板深受年輕人喜愛,如圖所示,質(zhì)量為m運動員開始站在高為h0的軌道底部,腳下有一滑板。腳踩滑板由靜止開始運動,在軌道間來回滑動,表演著流暢的動作花樣,最高點比軌道上邊緣高h。從運動員開始到最高點的過程中,運動員身體中產(chǎn)生熱量Q,克服各種摩擦力及空氣阻力做功總為Wf,重力加速度為g,軌道底部水平,以下說法最合理的是( )
A. 在軌道底部與滑板一起加速階段腳對滑板的摩擦力向前
B. 滑板對運動員做功至少為mg(h+ h0)+Q+Wf
C. 運動員體能消耗至少為mg(h+ h0)+Q+Wf
D. 此過程不遵循能量守恒定律
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【題目】如圖所示,一個電量為+Q的點電荷甲,固定在絕緣水平面上的O點,另一個電量為-q、質(zhì)量為m的點電荷乙從A點以初速度v0.沿它們的連線向甲運動,到B點時速度最小且為v.已知靜電力常量為k,點電荷乙與水平面的動摩擦因數(shù)為μ,A、B間距離為L,則以下說法不正確的是
A.O、B間的距離為
B.從A到B的過程中,電場力對點電荷乙做的功為W=μmgL+ mv02-mv2
C.從A到B的過程中,電場力對點電荷乙做的功為W=μmgL+mv2-mv02
D.從A到B的過程中,兩電荷的電勢能一直減少
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【題目】在電子儀器中.常用兩個阻值不同的電位器(可變電阻)調(diào)節(jié)電路中的電流,一個做粗調(diào)(電流改變量大)一個做細調(diào)(電流改變量。┈F(xiàn)連成如圖所示兩種方式已知R1>R2,則( 。
A. 串聯(lián)時,R1做粗調(diào) B. 串聯(lián)時,R1做細調(diào)
C. 并聯(lián)時,R1做粗調(diào) D. 并聯(lián)時,R1做細調(diào)
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【題目】如圖所示的坐標(biāo)平面內(nèi),y軸左側(cè)存在方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度大小B1=0.20 T的勻強磁場,在y軸的右側(cè)存在方向垂直紙面向里、寬度d=12.5 cm的勻強磁場B2,某時刻一質(zhì)量m=2.0×10-8kg、電量q=+4.0×10-4C的帶電微粒(重力可忽略不計),從x軸上坐標(biāo)為(-0.25 m,0)的P點以速度v=2.0×103m/s沿y軸正方向運動.試求:
(1)微粒在y軸左側(cè)磁場中運動的軌道半徑;
(2)微粒第一次經(jīng)過y軸時,速度方向與y軸正方向的夾角;
(3)要使微粒不能從右側(cè)磁場邊界飛出,B2應(yīng)滿足的條件.
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【題目】如圖甲所示,在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1=1kg的足夠長的木板,其上疊放一質(zhì)量為m2=2kg的木塊,木塊和木板之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等。現(xiàn)給木塊施加一隨時間t增大的水平拉力F=3t (N),重力加速度大小g=10m/s2。
⑴求木塊和木板相對靜止一起運動的時間t1;
⑵通過計算,在圖乙中利用已經(jīng)給出的坐標(biāo)數(shù)據(jù),畫出木板和木塊的加速度隨時間t變化的圖象。(取水平拉力F的方向為正方向)
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【題目】如圖甲所示,豎直面MN的左側(cè)空間中存在豎直向上的勻強電場(上、下及左側(cè)無邊界)。一個質(zhì)量為m、電荷量為q、可視為質(zhì)點的帶正電小球,以水平初速度沿PQ向右做直線運動若小球剛經(jīng)過D點時(t=0),在電場所在空間疊加如圖乙所示隨時間周期性變化、垂直紙面向里的勻強磁場,使得小球再次通過D點時與PQ連線成角,已知D、Q間的距離為, 小于小球在磁場中做圓周運動的周期,忽略磁場變化造成的影響,重力加速度為g。求:
(1)電場強度E的大小
(2)與的比值
(3)小球過D點后做周期性運動。則當(dāng)小球運動的周期最大時,求出此時磁感應(yīng)強度及運動的最大周期的大小,并在圖中畫出此情形下小球運動一個周期的軌跡。
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【題目】如圖所示,在直角坐標(biāo)系xOy中的第一象限存在沿y軸負方向的勻強電場,在第二、三、四象限存在垂直紙面向外的勻強磁場.電場強度和磁感應(yīng)強度都未知。第一象限中坐標(biāo)為(, )的P點由靜止釋放質(zhì)量m、帶電荷量為q(q>0)的粒子(不計重力),該粒子第一次經(jīng)過x軸時速度為v0,第二次經(jīng)過x軸時的位置坐標(biāo)為(―,0),求:
(1)電場強度E和磁感應(yīng)強度B的大;
(2)粒子第三次經(jīng)過x軸時的速度大小及方向.
(3)粒子第四次經(jīng)過x軸時的位置坐標(biāo).
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