【题目】如图甲所示,两根平行金属导轨MN、PQ固定在倾角为θ的绝缘斜面上,顶部接有一阻值为R的定值电阻,下端开口,轨道间距为L,图甲中虚线所示边长为L的正方形区域内存在垂直斜面向上的匀强磁场,磁场与导轨重合的两边界的中点分别为a、b,在t=0时刻将质量为m的金属棒无初速放置于导轨上与ab连线重合的位置(电路中除电阻R外其余部分电阻不计,金属棒沿导轨运动时始终垂直于导轨,且与导轨接触良好,不计空气阻力,设在以下讨论的过程中金属棒始终在磁场区域内),请分别针对下列两种情况求解:
(1)若导轨光滑,磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示,求金属棒中电流的方向和金属棒在磁场中运动的最大速度vm;
(2)若金属棒与导轨间动摩擦因数为μ(>tanθ),磁感应强度B随时间t变化的图像如图丙所示,求t=0时刻穿过回路MPba的磁通量Ф和金属棒开始运动时刻的磁感应强度B。
【答案】(1)(2)
【解析】(1)当导轨光滑时,金属棒将沿导轨下滑,由右手定则可判断出电流方向从b指向a
当时达到最大速度
,即
(2)由于金属棒与导轨间动摩擦因数>tanθ,所以如果没有外加磁场时金属棒在重力、支持力、摩擦力的作用下满足,将静止于导轨上。
t=0时刻,B=B0,穿过回路MPba的磁通量
由法拉第电磁感应定律得:
通过回路的电流
金属棒受到的安培力方向沿斜面向上,大小为
磁感应强度B随时间增大时,安培力随之增大,在这个过程中静摩擦力的方向先是沿斜面向上逐渐减小到零再反向增大到最大值,这个过程中金属棒都保持静止。
因此,当满足+
时,金属棒开始运动
联立,解得金属棒开始运动时的磁感应强度
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【题目】类比是一种常用的研究方法。如图所示,O为椭圆ABCD的左焦点,在O点固定一个正电荷,某一负电荷p正好沿椭圆ABCD运动,这种运动与太阳系内行星的运动规律类似。下列说法正确的是( )
A. 负电荷在A点的线速度小于C点的线速度
B. 负电荷在A点的加速度小于C点的加速度
C. 负电荷由A点运动到C的过程中电场力做正功,电势能増大
D. 若有另外一个负电荷Q绕O点以OC半径做匀速圆周运动(Q的运动轨迹图中并没有画出),不计PQ之间的作用力, 则P、Q分别运动到C点时速度大小关系为vp<vQ
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【题目】(多选)如图,R为热敏电阻,温度降低,电阻变大。R1、R2为定值电阻。闭合电键S,电压表的示数为U,电流表的示数为I,现R所处环境温度降低,电压表的示数改变量的大小为ΔU,电流表的示数改变大小为ΔI,则下列说法正确的是( )
A. U/I变大 B. ΔU/ΔI变大
C. 电阻R1的功率变大 D. 电源的总功率变大
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【题目】某同学利用自由落体运动验证机械能守恒定律,它在同一竖直线上不同高度处安装两个光电门,然后在高处的光电门正上方一定距离处由静止释放小球,下落中小球球心经过两光电门的光束,光电门显示的遮光时间分别为t1、t2。
(1)为验证机械能守恒定律,它还必须测出的物理量有_____________
A.小球的质量m
B.小球的直径D
C.两光电门中心的距离L
D.小球在两光电门中心间运动的时间
(2)为验证机械能守恒定律,需要比较小球在两光电门间运动时重力势能的减少量△Ep与小球增加的动能△Ek是否相等,若运用所测物理量及相关常量表示,则△Ep =_________;△Ek =__________。
(3)为减小实验误差,对选择小球的要求是_____________________。
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【题目】(题文)针对“地圆学说”,清朝士大夫杨光先说:“若四大部州,万国之山河大地,是一个大圆球……球上国土之人脚心与球下国土之人脚心相对……竟不思在下之国土人之倒悬……此可以见大地之非网也。”之所以有这样言论,是因为他不知道( )
A. 日心说 B. 相对论
C. 经典力学理论 D. 量子论
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【题目】如图所示的伽利略理想斜面实验中,小球速度为零时的高度hB与它出发时的高度hA相同,我们把这一事实说成是“有某一量是守恒的”,下面说法正确的是( )
A. 在小球运动过程中,它的能量是守恒的
B. 在小球运动过程中,它的重力势能是守恒的
C. 在小球运动过程中,它的动能是守恒的
D. 在小球运动过程中,它的速度大小是守恒的
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【题目】下列关于平均速度、瞬时速度、平均速率的说法中正确的是( )
A.平均速度=
,当△t充分小时,该式可表示t时刻的瞬时速度
B.匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度
C.瞬时速度和平均速度都可以精确描述变速运动
D.平均速度的大小就是平均速率
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【题目】“神舟十号”载人飞船于2013年6月11日下午5点38分在甘肃酒泉卫星发射中心发射升空,并成功进入预定轨道。飞船入轨后,先后与“天宫一号"进行了一次自动交会对接和一次航天员手控交会对接,它在轨道飞行了15天。现若知道该飞船绕地球做匀速圆周运动的周期T、轨道半径R及引力常量G,则由题中已知条件可求得( )
A. 该飞船的质量 B. 该飞船绕地球做圆周运动的向心加速度的大小 C. 该飞船绕地球做圆周运动的向心力的大小 D. 地球公转的角速度
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【题目】对于质量不变的同一物体,下面叙述正确的是()
A. 动能相等时,动量必然相同 B. 动量相同时,动能必然相同
C. 动能发生变化时,动量必有变化 D. 动量发生变化时,动能必有变化
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