【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】如圖所示,AB支路由帶鐵芯的線圈和電流表A1串聯(lián)而成,設(shè)電流為I1;CD支路由電阻R和電流表A2串聯(lián)而成,設(shè)電流為I2.兩支路電阻阻值相同,在接通開關(guān)S和斷開開關(guān)S的瞬間,會觀察到( )
A. S接通瞬間,I I,斷開瞬間I I
B. S接通瞬間,I I,斷開瞬間I I
C. S接通瞬間,I I,斷開瞬間I I
D. S接通瞬間,I I,斷開瞬間I I
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【題目】在豎直桿上安裝一個光滑導(dǎo)向槽,使豎直上拋的小球通過導(dǎo)向槽能改變方向做平拋運動。不計經(jīng)導(dǎo)向槽時小球的能量損失,設(shè)小球從地面沿桿豎直上拋的速度大小為v,那么當(dāng)小球有最大水平位移時,下列說法正確的是( )
A. 導(dǎo)向槽位置應(yīng)在高為的位置
B. 最大水平距離為
C. 小球在上、下兩過程中,在經(jīng)過某相同高度時,合速度的大小總有v下=2v上
D. 當(dāng)小球落地時,速度方向與水平方向成45°角
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【題目】世界一級方程式錦標(biāo)賽新加坡大獎賽賽道單圈長5.067公里,共有23個彎道,如圖所示,賽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時,常常在彎道上沖出跑道,則以下說法正確的是( )
A.是由于賽車行駛到彎道時,運動員未能及時轉(zhuǎn)動方向盤才造成賽車沖出跑道的
B.是由于賽車行駛到彎道時,運動員沒有及時減速才造成賽車沖出跑道的
C.是由于賽車行駛到彎道時,運動員沒有及時加速才造成賽車沖出跑道的
D.由公式F=mω2r可知,彎道半徑越大,越容易沖出跑道
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【題目】一位同學(xué)做飛鏢游戲,已知圓盤的直徑為d,飛鏢距圓盤為L,且對準(zhǔn)圓盤上邊緣的A點水平拋出,初速度為v0,飛鏢拋出的同時,圓盤以垂直圓盤過盤心O的水平軸勻速運動,角速度為ω.若飛鏢恰好擊中A點,則下列關(guān)系正確的是( )
A. dv=L2g
B. ωL=π(1+2n)v0,(n=0,1,2,3…)
C. v0=ω
D. dω2=gπ2(1+2n)2,(n=0,1,2,3…)
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【題目】如圖所示,某飛行器先在近月圓形軌道Ⅰ上做勻速圓周運動,到達(dá)軌道Ⅰ的A點時點火變軌進入橢圓軌道Ⅱ,后沿軌道Ⅱ做橢圓運動,到達(dá)軌道Ⅱ的遠(yuǎn)月點B時再次點火變軌,進入距月球表面高度為4R的圓形軌道Ⅲ繞月球做勻速圓周運動,R為月球半徑,則上述變軌過程中
A. 飛行器沿軌道Ⅰ運動的速率最大
B. 飛行器沿軌道Ⅲ運動的速率最小
C. 飛行器沿軌道Ⅲ運動的機械能最大
D. 根據(jù)a=可知,飛行器沿軌道Ⅱ過A點的加速度大于沿軌道I過A點的加速度
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【題目】如圖所示的金屬導(dǎo)體,長1、寬d、高h,導(dǎo)體中通有沿x 正方向的恒定電流I,空間存在沿z軸負(fù)方向的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,已知金屬導(dǎo)體中單位體積內(nèi)自由電子個數(shù)為n,電子電荷量為e,則下列說法正確的是
A. 金屬導(dǎo)體的M面帶正電
B. 金屬導(dǎo)體中電荷定向移動速率為
C. 增加導(dǎo)體高度h,M、M′兩面間的電壓將增大
D. M、M′兩面間的電勢差為
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【題目】如圖所示,邊長為L的正方形虛線框內(nèi)充滿著垂直于紙面的勻強磁場,虛線AC及其上方的框內(nèi)磁場方向向里,虛線AC下方的框內(nèi)磁場方向向外,磁感應(yīng)強度大小均為B。現(xiàn)有兩個比荷相同的帶電粒子a、b,分別以v1、v2的速度沿圖示方向垂直磁場方向射入磁場,并分別從B、C兩點離開磁場,設(shè)a、b兩粒子在磁場中運動的時間分別為t1、t2。則下列說法中正確的是
A. 粒子a一定帶正電,粒子b一定帶負(fù)電
B. v1︰v2可能等于1︰2
C. v1︰v2一定等于1︰1
D. t1:t2可能等于3︰2
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【題目】在伏安法測電阻的實驗中,待測電阻Rx的阻值約為200Ω,電壓表V的內(nèi)阻約為2kΩ,電流表A的內(nèi)阻約為10Ω,測量電路中電流表的連接方式如圖(a)或圖(b)所示,結(jié)果由公式Rx=計算得出,式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù).若將圖(a)和圖(b)中電路測得的電阻值分別記為Rx1和Rx2,則 (選填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測電阻的真實值,且測量值Rx1 (選填“大于”“等于”或“小于”)真實值,測量值Rx2 (選填“大于”“等于”或“小于”)真實值.若電壓表V的內(nèi)阻為2kΩ,電流表A的內(nèi)阻約為10Ω,測電阻Rx的阻值應(yīng)采用 (選填“內(nèi)接法”“外接法”或“內(nèi)外接均可以”)求得真實值(忽略讀數(shù)誤差).
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