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【题目】如图,两固定的绝缘斜面倾角均为θ,上沿相连.两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L,质量分别为2m和m;用两根不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平.右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上,已知两根导线刚好不在磁场中,回路电阻为R,两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g,已知金属棒ab匀速下滑.求

(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小;
(2)金属棒运动速度的大小.

【答案】
(1)解:设导线的张力的大小为T,右斜面对ab棒的支持力的大小为 ,作用在ab棒上的安培力的大小为F,左斜面对cd的支持力大小为 .对于ab棒,由力的平衡条件得

对于cd棒,同理有

联立①②③④式得

F=mg(sinθ﹣3μcosθ)⑤


(2)解:由安培力公式得

F=BIL⑥

这里I是abcda中的感应电流.ab棒上的感应电动势为

=BLv⑦

式中,v是ab棒下滑速度的大小,由欧姆定律得

联立⑤⑥⑦⑧式得


【解析】(1)对ab、cd棒根据共点力平衡列式求作用在金属棒ab上的安培力的大小(2)根据安培力公式,感应电动势和闭合电路欧姆定律联立求解

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】在“研究电磁感应现象”的实验中,首先要按图(甲)接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系;然后再按图(乙)将电流表与B连成一个闭合回路,将A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路.在图(甲)中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央).在图(乙)中:

(1)将S闭合后,将螺线管A插入螺线管B的过程中,电流表的指针将(填“向左”“向右”或“不发生”,下同)偏转;
(2)螺线管A放在B中不动,电流表的指针将偏转;
(3)螺线管A放在B中不动,将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时,电流表的指针将偏转;
(4)螺线管A放在B中不动,突然切断开关S时,电流表的指针将偏转.

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,质量M=0.040kg的靶盒A静止在光滑水平导轨上的O点,水平轻质弹簧一端栓在固定挡板P上,另一端与靶盒A连接.Q处有一固定的发射器B,它可以瞄准靶盒发射一颗水平速度为v0=50m/s,质量m=0.010kg的弹丸,当弹丸打入靶盒A后,便留在盒内,碰撞时间极短.不计空气阻力.求:

(1)弹丸进入靶盒A后,弹丸与靶盒A的共同速度设为v;
(2)弹丸进入靶盒A后,弹簧的最大弹性势能为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】利用自由落体运动来验证机械能守恒定律的实验:
若已知打点计时器的电源频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.8m/s2 , 重物质量为mkg,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,其中0为第一个点,A、B、C为另外3个连续点,根据图中数据可知,重物由0点运动到B点,重力势能减少量△EP=J;动能增加量△Ek=J,产生误差的主要原因是 . (图中长度单位:cm)

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】在“验证机械能守恒定律”实验中:
(1)下列测量工具中必需的是
A.天平
B.弹簧测力计
C.刻度尺
D.秒表
(2)如图是实验中得到的一条纸带.已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地重力加速度g=9.80m/s2 , 测得所用重物的质量为1.00kg,纸带上所打第一个点O与相邻第二个点之间的距离接近2mm,A、B、C、D是连续打出的四个点,它们到O点的距离分别为OA=69.31cm,OB=76.80cm,OC=84.67cm,OD=92.93cm.则由以上数据可知,重物从打O点运动到打C点的过程中,重物重力势能的减小量等J,动能的增加量等于J.(结果都保留两位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】图1是“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图,以下列出了一些实验步骤:

A.用天平测出重物和夹子的质量
B.把打点计时器用铁夹固定放到桌边的铁架台上,使两个限位孔在同一竖直面内
C.把打点计时器接在交流电源上,电源开关处于断开状态
D.将纸带穿过打点计时器的限位孔,上端用手提着,下端夹上系住重物的夹子,让重物靠近打点计时器,处于静止状态
E.接通电源,待计时器打点稳定后释放纸带,之后再断开电源
F.用秒表测出重物下落的时间
G.更换纸带,重新进行两次实验
(1)对于本实验,以上不必要的两个步骤是
图2为实验中打出的一条纸带,O为打出的第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出),打点计时器每隔0.02s打一个点.若重物的质量为0.5kg,当地重力加速度取g=9.8m/s2 , 由图乙所给的数据可算出(结果保留两位有效数字):
①从O点下落到B点的过程中,重力势能的减少量为J.
②打B点时重物的动能为J.
(2)试指出造成第(1)问中①②计算结果不等的原因是

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【题目】如图1为验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图2所示,相邻记数点间的时间间隔为0.04s,长度单位是cm,g取9.8m/s2 . 则:

(1)在该实验中,下面叙述正确的是
A.应用天平称出重物的质量
B.应当选用点迹清晰,第一、二两点距离约2mm的纸带进行测量
C.操作时应先放纸带,后接通电源
D.打点计时器应接在直流电源上
(2)验证机械能守恒定律的实验步骤有:
①把打点计时器安装在铁架台上,用导线将学生电源和打点计时器接好.
②重复上一步的过程,打三到五条纸带.
③把纸带的一端用夹子固定在重锤上,另一端穿过打点计时器的限位孔,用手竖直提起纸带,使重锤停靠在打点计时器附近.
④用公式vn= ,计算出各点的瞬时速度v1、v2、v3、…并记录在表格中.
⑤接通电源,待计时器打点稳定后再松开纸带,让重锤自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点.
⑥计算各点的重力势能的减少量mghn和动能的增加量 mvn2 , 并进行比较,看是否相等,将数值填入表格内.
⑦选择一条点迹清晰的纸带,在起始点标上O,以后各点依次为1、2、3、…用刻度尺测量对应下落的高度h1、h2、h3、…记入表格中.
上述步骤合理的顺序应该是
(3)从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图2所示(其中一段纸带图中未画出).
图中O点为打出的起始点,且速度为零.选取在纸带上打出的点A、B、C、D作为计数点,并测出A、B、C、D点距起始点O的距离如图所示.由此可计算出物体下落到B点时势能的变化量△EP=J(保留三位有效数字),动能的增加量△Ek=J(保留三位有效数字).
(4)该同学利用自己在做该实验时打出的纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以v2为纵轴画出了如图3的图线.若图线的斜率为k,则可知当地的重力加速的表达式为 , 图线不经过原点的可能原因是

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【题目】某一物体从静止开始做直线运动,其加速度随时间变化的图线如图所示,则该物体(  )

A. 1s内加速运动,第2、3s内减速运动,第3s末回到出发点

B. 1s末和第4s末速度都是8m/s

C. 0-4s内,运动方向保持不变

D. 3s末速度为零,且此时开始改变运动方向

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【题目】某学校物理兴趣小组组织开展一次探究活动,想估算地球周围大气层空气的分子个数.一学生通过网上搜索,查阅得到以下几个物理量数据:已知地球的半径R=6.4×106m,地球表面的重力加速度g=9.8m/s2 , 大气压强p0=1.0×105Pa,空气的平均摩尔质量M=2.9×10﹣2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol﹣1
(1)这位同学根据上述几个物理量能估算出地球周围大气层空气的分子数吗?若能,请说明理由;若不能,也请说明理由.
(2)假如地球周围的大气全部液化成水且均匀分布在地球表面上,估算一下地球半径将会增加多少?(已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3

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