【题目】如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,一个磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.30Ω的电阻,导轨宽度L=0.40m.电阻为r=0.20Ω的金属棒ab紧贴在导轨上,导轨电阻不计,现使金属棒ab由静止开始下滑0.7m 后以5m/s的速度匀速运动.(g=10m/s2)
求:
(1)金属棒的质量m;
(2)在导体棒下落2.70m内,回路中产生的热量Q.
【答案】
(1)解:从表格中数据可知,静止开始下滑0.7m 后以5m/s的速度匀速运动,电动势为E,回路中的电流为I,金属棒受到的安培力为F.则
E=BLv
I=
F=BIL=mg
联合解得:m= =
.
答:金属棒的质量m为0.04kg.
(2)解:棒在下滑过程中,有重力和安培力做功,克服安培力做的功等于回路的焦耳热,根据能量守恒得,
mgh2= mv2+Q
导入数据解得Q=0.58J.
答:电阻R上产生的热量为0.58J.
【解析】(1)由题意可知下落0.7m后棒做匀速运动,根据下降的高度和时间求出匀速直线运动的速度,抓住重力和安培力平衡,结合切割产生的感应电动势和闭合电路欧姆定律求出金属棒的质量.(2)在下落的2.7m内金属棒重力势能的减小量转化为金属棒的动能和整个回路(即电阻R)产生的热量,根据能量守恒定律求出电阻R上产生的热量.
【考点精析】解答此题的关键在于理解电磁感应现象的相关知识,掌握电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合,则有感应电流,回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流,以及对电磁感应与电路的理解,了解用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向;画等效电路;运用全电路欧姆定律,串并联电路性质,电功率等公式联立求解.
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【题目】如图所示,挡板垂直于斜面固定在斜面上,一滑块m放在斜面上,其上表面呈弧形且左端最薄,一球M搁在挡板与弧形滑块上,一切摩擦均不计,用平行于斜面的拉力F拉住弧形滑块,使球与滑块均静止.现将滑块平行于斜面向上缓慢拉过一较小的距离,球仍搁在挡板与滑块上且处于静止状态,则与原来相比( )
A. 挡板对球的弹力增大
B. 滑块对球的弹力一定增大
C. 斜面对滑块的弹力不变
D. 拉力F减小
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【题目】如图所示,小车的上面是中突的两个对称的曲面组成,整个小车的质量为m,原来静止在光滑的水平面上.今有一个可以看作质点的小球,质量也为m,以水平速度v从左端滑上小车,恰好到达小车的最高点后,又从另一个曲面滑下.关于这个过程,下列说法不正确的是( )
A.小球滑离小车时,小车又回到了原来的位置
B.小球在滑上曲面的过程中,对小车压力的冲量大小是
C.小球和小车作用前后,小车和小球的速度一定有变化
D.车上曲面的竖直高度不会大于
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【题目】某同学测绘标有“3.8v 0.4A”小灯泡的伏安特性曲线,提供的实验器材有:
A.电源(4V,内阻约0.4Ω)
B.电压表V(2V,内阻为2kΩ)
C.电流表A(0.6A,内阻约0.3Ω)
D.滑动变阻器R (0~10Ω)
E.三个定值电阻(R1=lkΩ,R2=2kΩ,R3=5kΩ)
F.开关及导线若干
该同学研究后发现,电压表的量程不能满足实验要求,为了完成测量,他将电压表进行了改装.在给定的定值电阻中选用(选填“R1”、“R2”或“R3”)与电压表(选填“串联”或“并联”),完成改装.
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【题目】一质点沿直线Ox方向做加速运动,它离开O点的距离随时间变化的关系为s=4+2t3(m),它的速度随时间变化的关系为v=6t2(m/s).则该质点在t=2s时的瞬时速度和t=0到t=2s间的平均速度分别为( )
A.8 m/s、24 m/s
B.24 m/s、8 m/s
C.24m/s、10 m/s
D.24 m/s、12 m/s
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【题目】如图所示,真空中有以O′为圆心,r为半径的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度为B.圆的最下端与x轴相切于直角坐标原点O,圆的右端与平行于y轴的虚线MN相切,在虚线MN右侧x轴上方足够大的范围内有方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场,在坐标系第四象限存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小也为B的匀强磁场,现从坐标原点O沿y轴正方向发射速率相同的质子,质子在磁场中做半径为r的匀速圆周运动,然后进入电场到达x轴上的C点.已知质子带电量为+q,质量为m,不计质子的重力、质子对电磁场的影响及质子间的相互作用力.求:
(1)质子刚进入电场时的速度方向和大小;
(2)OC间的距离;
(3)若质子到达C点后经过第四限的磁场后恰好被放在x轴上D点处(图上未画出)的一检测装置俘获,此后质子将不能再返回电场,则CD间的距离为多少.
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【题目】北京时间2011年2月18日晚6时,在经历了260天的密闭飞行后,中国志愿者王跃走出“火星﹣500”登陆舱,成功踏上模拟火星表面,在“火星”首次留下中国人的足迹.王跃拟在“火星”表面进行装置如图所示的实验,将与导轨间动摩擦因数 μ=0.50滑块装上一个遮光板,沿水平导轨匀减速地依次通过光电门A、B.滑块通过光电门的速度分别为 v1=4.0m/s、v2=2.0m/s,从A运动到B的时间为t=1.0s.试求:
(1)滑块运动时的加速度a;
(2)光电门A、B之间的距离s;
(3)“火星”的重力加速度g火 .
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【题目】如图所示,质量为0.2kg的物体带正电,其电量为4×10﹣4C,从半径为0.3m光滑的 圆弧滑轨上端A点由静止下滑到底端B点,然后继续沿水平面滑动.物体与水平面间的滑动摩擦系数为0.4,整个装置处于E=103N/C的竖直向下的匀强电场中.(g取10m/s2)求:
(1)物体运动到圆弧滑轨底端B点时对轨道的压力;
(2)物体在水平面上滑行的最大距离.
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【题目】在“测定金属的电阻率”的实验中,测定阻值约为3﹣5Ω的金属丝的电阻率,实验中所用的电压表规格:量程0﹣3V、内阻3kΩ;电流表规格:量程0﹣0.6A、内阻0.1Ω;还有其他一些器材:
(1)在给定的方框内画出实验电路图;
(2)用螺旋测微器测得金属丝的直径如图所示,可知金属丝的直径d=mm;
(3)实验中还应测出的物理量是;电阻率的计算公式为ρ= .
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