【題目】如圖所示,P、Q為水平平行放置的光滑足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌,相距L=1m。導(dǎo)軌間接有E=15V、r=1Ω的電源;0~10Ω的變阻箱R0;R1=6Ω、R2=3Ω的電阻;C=0.25F的超級(jí)電容,不計(jì)電阻的導(dǎo)體棒跨放在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌接觸良好,棒的質(zhì)量為m=0.2 kg,棒的中點(diǎn)用垂直棒的細(xì)繩經(jīng)光滑輕質(zhì)定滑輪與物體相連,物體的質(zhì)量M=0.4 kg。在導(dǎo)體棒ab所處區(qū)域存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2 T方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),且范圍足夠大。(導(dǎo)軌的電阻不計(jì),g取10 m/s2)。
(1)現(xiàn)閉合電鍵S1、S2,為了使物體保持靜止,變阻箱連入電路的阻值應(yīng)是多大?
(2)現(xiàn)斷開(kāi)電鍵S1閉合S2,待電路穩(wěn)定后,求電容的帶電量?
(3)使導(dǎo)體棒靜止在導(dǎo)軌上,電鍵S2斷開(kāi)的情況下(電容始終正常工作)釋放導(dǎo)體棒,試討論物體的運(yùn)動(dòng)情況和電容電量的變化規(guī)律?
【答案】(1)(2) (3)
【解析】
(1)金屬棒受力平衡,結(jié)合閉合電路的歐姆定律求解變阻箱連入電路的阻值;
(2)電路穩(wěn)定后,分析知物體(金屬棒)將做勻速運(yùn)動(dòng),由法拉第電磁感應(yīng)定律結(jié)合閉合電路的歐姆定律列式求解電容器兩端的電壓,從而求解電容器的電量;
(3)結(jié)合牛頓第二定律、電容器電量公式以及加速度的公式等討論可知導(dǎo)體棒將做勻加速運(yùn)動(dòng),電容器電量均勻增加.
(1)金屬棒受力的方程有:
流經(jīng)電阻R1的電流有:
閉合電路歐姆有:
代入數(shù)據(jù)解得:
(2)電路穩(wěn)定后,分析知物體(金屬棒)將做勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)金屬棒切割磁場(chǎng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)有:
電路端電流有:
金屬棒受力力的方程有:
電容C的帶電量有:
代入數(shù)據(jù)解得:
(3)物塊某時(shí)受力力的方程有:
金屬棒受力力的方程有:
通過(guò)金屬棒的電流:
電容器時(shí)間增加的電量:
金屬棒時(shí)間增加的電壓:
加速度定義式:
代入數(shù)據(jù)解得: ;
即導(dǎo)體棒做初速度為零,加速度為2.5m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng),電容電量每秒均勻增加。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一足夠長(zhǎng)的木板在光滑的水平面上以速度v勻速運(yùn)動(dòng),現(xiàn)將質(zhì)量為m的物體豎直向下輕輕地放置在木板上的P處,已知物體m和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.為保持木板的運(yùn)動(dòng)速度不變,從物體m放到木板上到它相對(duì)木板靜止的過(guò)程中,對(duì)木板施一水平向右的作用力F,力F要對(duì)木板做功,做功的數(shù)值可能為( )
A. B. C. mv2 D. 2mv2
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】請(qǐng)閱讀下列材料,回答第以下小題.
第十二屆中國(guó)國(guó)際航空航天博覽會(huì)亮相珠海
2018年11月6日,第十二屆中國(guó)國(guó)際航空航天博覽會(huì)在廣東珠海開(kāi)幕.開(kāi)幕式上,中國(guó)空軍八一飛行表演隊(duì)殲-10A戰(zhàn)機(jī)率先開(kāi)場(chǎng),為航展開(kāi)幕式獻(xiàn)上全新精彩動(dòng)作.接著,殲-10B上演“眼睛蛇機(jī)動(dòng)”等高難度動(dòng)作,該機(jī)掛載了兩個(gè)發(fā)煙裝置,表演時(shí)拉出紅煙.地面觀眾能更清楚地觀察到飛機(jī)的飛行,國(guó)人為之自豪.
【1】如圖所示,兩架殲-10A戰(zhàn)機(jī)組成雙機(jī)編隊(duì)伴飛時(shí),甲飛機(jī)上的飛行員發(fā)現(xiàn)乙飛機(jī)是“靜止的”,則其選取得參考系是
A. 地面上的觀眾 B. 甲飛機(jī)
C. 遠(yuǎn)處的地面 D. 乙飛機(jī)
【2】如圖所示,若殲-10A戰(zhàn)機(jī)起飛時(shí)的速度大小為100m/s,速度方向與水平方向的夾角α=30°,則飛機(jī)的水平分速度為
A. 50m/s B. 100m/s
C. D.
【3】殲-10B沿曲線MN加速向上爬升,圖中畫(huà)出表示殲-10B在P點(diǎn)受到合力的四種方向,其中可能的是
A. ① B. ② C. ③ D. ④
【4】殲-10B在飛行中有一段過(guò)程可看做豎直向上加速,設(shè)飛行員質(zhì)量為60kg,加速度為5m/s2,則座椅對(duì)飛行員的支持力為
A. 300N B. 600N C. 900N D. 1200N
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖是某物體做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,由圖可知,該物體
A. 第1s內(nèi)和第2s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向相反B. 第2s內(nèi)和第3s內(nèi)的加速度相同
C. 第1s內(nèi)和第3s內(nèi)的位移大小不相等D. 0-1s和0-3s內(nèi)的平均速度大小相等
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,長(zhǎng)度為l的輕桿上端連著一質(zhì)量為m的小球A(可視為質(zhì)點(diǎn)),桿的下端用鉸鏈固接于水平面上的O點(diǎn)。置于同一水平面上的立方體B恰與A接觸,立方體B的質(zhì)量為M。今有微小擾動(dòng),使桿向右傾倒,各處摩擦均不計(jì),而A與B剛脫離接觸的瞬間,桿與地面夾角恰為 ,重力加速度為g,則下列說(shuō)法正確的是
A. A與B剛脫離接觸的瞬間,A、B速率之比為2:1
B. A與B剛脫離接觸的瞬間,B的速率為
C. A落地時(shí)速率為
D. A、B質(zhì)量之比為1:4
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】質(zhì)譜儀是測(cè)帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的一種儀器,它的工作原理是帶電粒子(不計(jì)重力)經(jīng)同一電場(chǎng)加速后;垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng),然后利用相關(guān)規(guī)律計(jì)算出帶電粒子質(zhì)量,其工作原理如圖所示,虛線為離子運(yùn)動(dòng)軌跡,由圖可知
A. 此粒子帶負(fù)電
B. 下極板S2比上極扳S1電勢(shì)髙
C. 若只增大加速電壓U的值,則半徑r變大
D. 若只增大入射粒子的質(zhì)量,則半徑r變小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】(10分)從粒子源射出的帶電粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q,它以速度v0經(jīng)過(guò)電勢(shì)差為U的帶窄縫的平行板電極S1和S2間的電場(chǎng),并從O點(diǎn)沿Ox方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),Ox垂直平行板電極S2,當(dāng)粒子從P點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),其速度方向與Ox方向的夾角θ=60°,如圖8-2-20所示,整個(gè)裝置處于真空中.
(1)求粒子在磁場(chǎng)中沿圓弧運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R;
(2)求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間t.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管內(nèi)有一股水銀柱,水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當(dāng)U形管兩端豎直朝上時(shí),左、右兩邊空氣柱的長(zhǎng)度分別為l1=18.0 cm和l2=12.0 cm,左邊氣體的壓強(qiáng)為12.0 cmHg,F(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上,沒(méi)有氣體從管的一邊通過(guò)水銀逸入另一邊。求U形管平放時(shí)兩邊空氣柱的長(zhǎng)度。在整個(gè)過(guò)程中,氣體溫度不變。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,分別用恒力F1、F2先后將質(zhì)量為m的物體由靜止開(kāi)始沿同一粗糙的固定斜面由底端推至頂端,兩次所用時(shí)間相同,第一次力F1沿斜面向上,第二次力F2沿水平方向。則兩個(gè)過(guò)程
A. 物體動(dòng)能的變化量相同B. 物體機(jī)械能變化量相同
C. 物體克服摩擦力做的功相同D. 恒力F1、F2做功相同
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