【題目】(14分)如圖,兩固定的絕緣斜面傾角均為θ,上沿相連。兩細金屬棒ab(僅標(biāo)出a端)和cd(僅標(biāo)出c端)長度均為L,質(zhì)量分別為2m和m;用兩根不可伸長的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca,并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上,使兩金屬棒水平。右斜面上存在勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直于斜面向上。已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場中,回路電阻為R,兩金屬棒與斜面間的動摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度大小為g,已知金屬棒ab勻速下滑。求
(1)作用在金屬棒ab上的安培力的大;
(2)金屬棒運動速度的大小。
【答案】(1)mg(sin θ–3μcos θ) (2)(sin θ–3μcos θ)
【解析】(1)設(shè)導(dǎo)線的張力的大小為T,右斜面對ab棒的支持力的大小為N1,作用在ab棒上的安培力的大小為F,左斜面對cd棒的支持力大小為N2。對于ab棒,由力的平衡條件得2mgsin θ=μN1+T+F①
N1=2mgcos θ②
對于cd棒,同理有mgsinθ+μN2=T③,N2=mgcosθ④
聯(lián)立①②③④式得F=mg(sin θ–3μcos θ)⑤
(2)由安培力公式得F=BIL⑥
這里I是回路abdca中的感應(yīng)電流。ab棒上的感應(yīng)電動勢為ε=BLv⑦
式中,v是ab 棒下滑速度的大小。由歐姆定律得I=⑧
聯(lián)立⑤⑥⑦⑧式得v=(sin θ–3μcos θ)⑨
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【題目】在如圖所示的四種電場中,分別標(biāo)記有a、b兩點。其中a、b兩點的電勢相等,電場強度大小相等、方向也相同的是 ( )
A. 甲圖:與點電荷等距的a、b兩點
B. 乙圖:兩等量異種電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點
C. 丙圖:點電荷與帶電平板形成的電場中平板上表面的a、b兩點
D. 丁圖:勻強電場中的a、b兩點
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【題目】如圖,一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細線懸掛在天花板上,細線從一水平金屬圓環(huán)中穿過,F(xiàn)將環(huán)從位置Ⅰ釋放,環(huán)經(jīng)過磁鐵到達位置Ⅱ。設(shè)環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端附近時細線的張力分別為T1和T2,重力加速度大小為g,則( )
A.T1>mg,T2>mg B.T1<mg,T2<mg
C.T1>mg,T2<mg D.T1<mg,T2>mg
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【題目】我國將于2022年舉辦冬奧會,跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一。如圖所示,質(zhì)量m=60 kg的運動員從長直助滑道AB的A處由靜止開始以加速度a=3.6 m/s2勻加速滑下,到達助滑道末端B時速度vB=24 m/s,A與B的豎直高度差H=48 m。為了改變運動員的運動方向,在助滑道與起跳臺之間用一段彎曲滑道銜接,其中最低點C處附近是一段以O(shè)為圓心的圓弧。助滑道末端B與滑道最低點C的高度差h=5 m,運動員在B、C間運動時阻力做功W=–1 530 J,取g=10 m/s2。
(1)求運動員在AB段下滑時受到阻力Ff的大;
(2)若運動員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍,則C點所在圓弧的半徑R至少應(yīng)為多大。
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【題目】如圖所示為一滑草場。某條滑道由上下兩段高均為h,與水平面傾角分別為45°和37°的滑道組成,滑草車與草地之間的動摩擦因數(shù)為。質(zhì)量為m的載人滑草車從坡頂由靜止開始自由下滑,經(jīng)過上、下兩段滑道后,最后恰好靜止于滑道的底端(不計滑草車在兩段滑道交接處的能量損失,,)。則
A. 動摩擦因數(shù)
B. 載人滑草車最大速度為
C. 載人滑草車克服摩擦力做功為mgh
D. 載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為
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【題目】如圖所示,、、…、為連續(xù)的彈性介質(zhì)中間隔相等的若干質(zhì)點,e點為波源,時刻從平衡位置開始向上做簡諧運動,振幅為,周期為。在波的傳播方向上,后一質(zhì)點比前一質(zhì)點遲開始振動。時,x軸上距e點2.0m的某質(zhì)點第一次到達最高點,則()
A.該機械波在彈性介質(zhì)中的傳播速度為
B.該機械波的波長為2m
C.圖中相鄰質(zhì)點間距離為0.5m
D.當(dāng)a點經(jīng)過的路程為9cm時,h點經(jīng)過的路程為12cm
E.當(dāng)b點在平衡位置向下振動時,c點位于平衡位置的上方
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【題目】小明設(shè)計的電磁健身器的簡化裝置如圖所示,兩根平行金屬導(dǎo)軌相距l(xiāng)=0.50 m,傾角θ=53°,導(dǎo)軌上端串接一個R=0.05 Ω的電阻。在導(dǎo)軌間長d=0.56 m的區(qū)域內(nèi),存在方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=2.0 T。質(zhì)量m=4.0 kg的金屬棒CD水平置于導(dǎo)軌上,用絕緣繩索通過定滑輪與拉桿GH相連。CD棒的初始位置與磁場區(qū)域的下邊界相距s=0.24 m。一位健身者用恒力F=80 N拉動GH桿,CD棒由靜止開始運動,上升過程中CD棒始終保持與導(dǎo)軌垂直。當(dāng)CD棒到達磁場上邊界時健身者松手,觸發(fā)恢復(fù)裝置使CD棒回到初始位置(重力加速度g=10 m/s2,sin 53°=0.8,不計其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質(zhì)量)。求
(1)CD棒進入磁場時速度v的大。
(2)CD棒進入磁場時所受的安培力FA的大;
(3)在拉升CD棒的過程中,健身者所做的功W和電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q。
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【題目】在測定一節(jié)干電池電動勢和內(nèi)電阻的分組實驗中,實驗1組的同學(xué)利用圖甲所示電路,選用下列器材進行了規(guī)范的實驗操作。
A.干電池(內(nèi)電阻小于1.0Ω)
B.電流表(量程0~0.6A,內(nèi)阻RA=1Ω)
C.電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約為20KΩ)
D.滑動變阻器(0~20Ω,允許最大電流2A)
E.開關(guān)、導(dǎo)線若干
把得到的數(shù)據(jù)記錄后用“”在圖乙所示的“U—I”圖象中進行描點。在小組互評環(huán)節(jié),實驗2組的同學(xué)在實驗器材沒有變化的情況下對1組的實驗方案進行了改進后再次進行了實驗,并把實驗數(shù)據(jù)用“”也描在圖乙所示的“U—I”圖象中。請完成以下對1組實驗方案的評價及改進。
(1)從實驗原理上來看,用圖甲電路進行實驗,誤差主要來自:_____________。
(2)從所得實驗數(shù)據(jù)來看,不足之處是:_____ ____
(3)將給出的改進方案電路圖畫在方框中___ ___
(4)根據(jù)改進后所得的實驗數(shù)據(jù)作出圖線,由圖線得到:電動勢E=____ ____;內(nèi)阻r=_______。(保留3位有效數(shù)字)
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【題目】如圖(a)所示,水平放置的均勻玻璃管內(nèi),一段長為h=25cm的水銀柱封閉了長為L0=20cm、溫度為t0=27℃的理想氣體,大氣壓強p0=75cmHg,將玻璃管緩慢地轉(zhuǎn)過90°角,使它開口向上,并將封閉端浸入熱水中[如圖(b)],待穩(wěn)定后,測得玻璃管內(nèi)封閉氣柱的長度L1=17.5cm。問:
(1)此時管內(nèi)封閉氣體的溫度t1是多少?
(2)若用薄塞將管口封閉,此時水銀上部封閉氣柱的長度為L2=10cm。保持水銀上部封閉氣體的溫度不變,對水銀下面的氣體加熱,當(dāng)上面氣柱長度的減少量ΔL=0.4cm時,下面氣體的溫度是多少?
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