【题目】导轨式电磁炮是利用磁场对电流的作用力,把电能转变成机械能的发射装置.如图为一电磁炮模型,把两根长为S0=100m,互相平行的铜制轨道放在垂直于轨道平面的磁场中,磁感应强度B=2.0×10﹣5T;质量m=2.0g的弹体(包括金属杆PQ的质量)静止在轨道之间的宽L=2m的金属架上,通电后通过弹体的电流I=10A,弹体在运动过程中所受的阻力f恒为4.0×10﹣5N,求:
(1)弹体最终以多大的速度V离开轨道?
(2)求弹体在S=25m处安培力的瞬时功率P?
【答案】
(1)解:弹体在加速过程中,F=BIL …①
由动能定理:(F﹣f)S0= mv2…②
联立①②解得:V=
代入数据得:v=6m/s
答:弹体最终以6m/s的速度V离开轨道;
(2)解:设S=25m处速度为V1,则在S距离内,由动能定理:
(F﹣f)S= mv12 …③
P=FV1 …④
联立①③④解得:P=BIL
代入数据得:P=1.2×10﹣3W
答:弹体在S=25m处安培力的瞬时功率P为1.2×10﹣3W.
【解析】飞机受重力、支持力和向前的安培力,合力等于安培力,根据动能定理、安培力公式列式后讨论即可.
【考点精析】本题主要考查了动能定理的综合应用和安培力的相关知识点,需要掌握应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷;安培力做功与路径有关,绕闭合回路一周,安培力做的功可以为正,可以为负,也可以为零,而不像重力和电场力那样做功总为零才能正确解答此题.
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【题目】图示为多用表的不完整的示意图,图中还显示出了表内的电源E1和表内的调零电阻R0 . 被测电路由未知电阻Rx和电池E2串联构成.
Ⅰ.①现欲测阻值大约为一千多欧姆的未知电阻Rx的阻值,请完善以下测量步骤:甲、乙两测试表笔中,甲表笔应是(填“红”或“黑”)表笔;
②测电阻的倍率选择“×100Ω”,将甲、乙两表笔短接,调节调零电阻R0 , 使表针指到表盘刻度的最(填“左”或“右”)端;
③在测试表笔乙已接触被测电路右端的前提下(见图),测试表笔甲应接触被测电路中的(填“a”或“b”)点;
④若测试表笔甲接触的位置正确,此时表针恰好指在图示的虚线位置,则被测电阻Rx的阻值为Ω.
Ⅱ.已知图中电源E1的电动势为4.5V,电源E2的电动势为1.5V(不计其内阻).若测电阻Rx时,测试表笔甲在a、b两个触点中连接了错误的触点,那么,表针的电阻示数将比真实值(填“偏大”或“偏小”),其示数应为Ω.
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【题目】如图,匀强磁场磁感应强度分别为B1和B2 , OO′是它的分界面,B1>B2 . 现有一带正电粒子+q以速度V垂直于磁感应强度B1的方向进入磁场,经一段时间进入B2磁场,已知带电粒子在B1和B2磁场中的动能和轨道半径分别为E1、E2、r1、r2 , 则它们之间的关系是( )
A.E1>E2 , r1>r2
B.E1=E2 , r1<r2
C.E1>E2 , r1<r2
D.E1=E2 , r1>r2
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【题目】一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程,其中bc的延长线通过原点,cd垂直于ab且与水平轴平行,da与bc平行,则气体体积在( )
A.ab过程中不断增加
B.bc过程中保持不变
C.cd过程中不断增加
D.da过程中保持不变
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【题目】某课外学习小组想描绘标有“4V、2W”的小灯泡的U﹣I图象,实验中要求小灯泡两端电压从零开始连续变化.
(1)实验电路已经画出了一部分,如图甲所示,但尚未画完整,请将电路完整地连接好.
(2)按你连的电路,开关S闭合前,滑动变阻器的滑动触头P应移动到 端(选填“A”或“B”).
(3)经过正确的操作,测得的数据如下表:
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | |
U/V | 0 | 0.4 | 0.8 | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.4 | 2.8 | 3.2 | 3.6 | 4.0 |
I/A | 0 | 0.12 | 0.22 | 0.30 | 0.36 | 0.40 | 0.43 | 0.46 | 0.48 | 0.49 | 0.50 |
请在图乙中描点画出小灯泡的U﹣I曲线.
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【题目】某学习小组要探究导电溶液的电阻在体积相同时,电阻值与长度的关系.选取一根乳胶管,里面灌满了稀盐水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的圆柱形盐水柱.进行了如下实验:
①用多用电表粗测盐水的电阻:该小组首先选用“×100”欧姆挡,其阻值如图(甲)中指针a所示,为了减小多用电表的读数误差,多用电表的选择开关应换用(选填“×10”或“×1000”)欧姆挡;
改换选择开关后,若测得阻值如图(甲)中指针b所示,则Rx的阻值大约是Ω;
②现采用伏安法测盐水柱Rx的电阻,有如下实验器材:
A.锂电池(电动势标E称值为3.7V)
B.电压表V(量程4V,RV约为4.0kΩ)
C.电流表A1(量程100mA,RA1约为5Ω)
D.电流表A2(量程2mA,RA2约为50Ω)
E.滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流为1A)
F.开关S一只,导线若干
为了测定盐水柱Rx的阻值,该小组同学实验时电流表应该选择(填A1或A2).
③为探究导电溶液的电阻在体积V相同时,电阻值R与长度L的关系.该小组同学通过握住乳胶管两端把它均匀拉长改变长度,多次实验测得稀盐水柱长度L和电阻R的数据.为了定量研究电阻R与长度L的关系,该小组用纵坐标表示电阻R,作出了如图(乙)所示的图线,你认为横坐标表示的物理量是 . (选填L、 、L2或
)
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【题目】在“测定金属丝的电阻率”实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时其刻度的位置如图1所示.
(1)从图中可读出金属丝的直径为 mm.
(2)在用伏安法测定金属丝的电阻时(金属丝的电阻约为5Ω),除被测金属丝外,还有如下实验器材供选择:
A.直流电源:电动势约12V,内阻很小;
B.电流表A1:量程0~0.6A,内阻约为0.5Ω;
C.电流表A2:量程0~3.0A,内阻约为0.1Ω;
D.电压表V:量程0~3V,内阻约为10kΩ;
E.滑动变阻器R:最大阻值5Ω;
F.开关、导线若干
为了提高实验的测量精度,在可供选择的器材中,应该选用的电流表是(填A1 , 或A2).
(3)根据所选的器材,在图2虚线框中画出完整的实验电路图(要求电阻丝上的电压从零开始变化).
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【题目】如图所示,一折杆固定在小车上,∠A=θ,B端固定一个质量为m的小球,设小车向右的加速度为a,AB杆对小球的作用力大小为F,则下列说法正确的是:
A. 当a=0时,F=,方向沿AB杆
B. 当a=gtanθ时,F=,方向沿AB杆
C. 无论a取何值,F都等于m ,方向都沿AB杆
D. 无论a取何值,F都等于m ,方向与AB杆所在直线无关
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【题目】图甲是回旋加速器的示意图,其核心部分是两个“D”形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频电源相连.带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示,若忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列说法中正确的是( )
A.在Ek﹣t图中应有t4﹣t3=t3﹣t2=t2﹣t1
B.高频电源的变化周期应该等于tn﹣tn﹣2
C.要使粒子获得的最大动能增大,可以增大电源电压
D.在磁感应强度B,“D”形盒半径、粒子的质量m及其电荷量q不变的情况下,粒子的加速次数越多,粒子的最大动能一定越大
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