【题目】如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为 L=1米,长为 3 d,导轨平面与水平面的夹角为 θ=370,在导轨的中部刷有一段长为 d=10米 的薄绝缘涂层. 匀强磁场的磁感应强度大小为 B=1T,方向与导轨平面垂直. 质量为m=2Kg 的导体棒从导轨的顶端由静止释放, 在滑上涂层之前已经做匀速运动, 并一直匀速滑到导轨底端. 导体棒始终与导轨垂直,且仅与涂层间有摩擦,接在两导轨间的电阻为 R=1欧,其他部分的电阻均不计,重力加速度为 g=10m/s2. 求:
(1 ) 导体棒与涂层间的动摩擦因数μ;
(2 ) 导体棒匀速运动的速度大小v;
(3 ) 整个运动过程中,电阻产生的焦耳热Q.
【答案】(1)0.75(2)(3)
【解析】试题分析:对导体棒受力分析,根据平衡条件得出摩擦因数;导体棒在光滑导轨上滑动时,对导体棒受力分析,结合闭合电路欧姆定律、安培力公式及平衡条件解得速度;根据能量守恒定律求出电阻产生的焦耳热。
(1)导体棒在绝缘涂层上滑动时,受重力mg、导轨的支持力N和滑动摩擦力f作用,根据共点力平衡条件有:mgsinθ=f,N=mgcosθ
根据滑动摩擦定律有:f=μN
联立以上三式解得:μ=tanθ=0.75
(2)导体棒在光滑导轨上滑动时,受重力mg、导轨的支持力N和沿导轨向上的安培力FA作用,根据共点力平衡条件有:FA=mgsinθ
根据安培力大小公式有:FA=ILB
根据闭合电路欧姆定律有:
根据法拉第电磁感应定律有:E=BLv
联立以上各式代入数据解得:
(3)由题意可知,只有导体棒在导轨光滑段滑动时,回路中有感应电流产生,因此对导体棒在第1、3段d长导轨上滑动的过程,
根据能量守恒定律有:
解得:
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【题目】如图所示的“S”字形玩具轨道,该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,固定在竖直平面内,轨道弯曲部分是由两个半径相等半圆连接而成,圆半径比细管内径大得多,轨道底端与水平地面相切,弹射装置将一个小球(可视为质点)从点水平弹射向
点并进入轨道,经过轨道后从
点水平抛出,已知小物体与地面
段间的动摩擦因数
,不计其它机械能损失,
段长
,圆的半径
=0.1m,小物体质量
=0.01kg,轨道总质量为
=0.15kg,
求: (1)若,小物体从
点抛出后的水平射程;
(2)若,小物体经过轨道的最高点时,管道对小物体作用力的大小和方向.
(3)设小球进入轨道之前,轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力,当至少为多少时,轨道对地面的压力为零.
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【题目】下列说法中正确的是( )
A.质点、位移都是理想化模型
B.牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通过实验来验证
C.单位m、kg、s是一组属于国际单位制的基本单位
D.长度、时间、力是一组属于国际单位制的基本单位的物理量
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【题目】如图所示,是一种液体深度自动检测仪示意图,在容器的底部水平放置一平面镜,在平面镜上方有有一光屏与平面镜平行。激光器发出的一束光线以60°的入射角射到液面上,进入液体中的光线经平面镜反射后再从液体的上表面射出,打在光屏上形成一亮点,液体的深度变化后光屏上亮点向左移动了,已知该液体的折射率
.求:
(1)光在该液体中的传播速度;
(2)液面高度的变化量;
(3)液体的深度变化前后激光从发出到打到光屏上的时间变化了多少.
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【题目】如图所示,P、Q是两个完全相同的灯泡,L是电阻为零的纯电感,且自感系数L很大.C是电容较大且不漏电的电容器,下列判断正确的是( )
A. S闭合时,P灯亮后逐渐熄灭,Q灯逐渐变亮
B. S闭合时,P灯、Q灯同时亮,然后P灯变暗,Q灯变得更亮
C. S闭合,电路稳定后, S断开时,P灯突然亮一下,然后熄灭,Q灯立即熄灭
D. S闭合,电路稳定后,S断开时,P灯突然亮一下,然后熄灭,Q灯逐渐熄灭
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【题目】人站在电梯内的体重计上,当体重计示数增大时,可能的原因是( )
A. 电梯匀速上升 B. 电梯匀减速上升
C. 电梯匀减速下降 D. 电梯匀加速下降
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【题目】如图所示,在光滑杆AB的B端固定一根劲度系数为k、原长为l0的轻弹簧,质量为m的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接,OO′为过B点的竖直轴,杆与水平面间的夹角始终为θ.则:
(1)杆保持静止状态,让小球从弹簧的原长位置静止释放,求小球释放瞬间的加速度大小a及小球速度最大时弹簧的压缩量△l1;
(2)当球随杆一起绕OO′轴匀速转动时,弹簧伸长量为△l2,求匀速转动的角速度ω.
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