【题目】如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上,导轨电阻不计,间距L=0.4m。导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ,两区域的边界与斜面的交线为MN,Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下,Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁感应强度大小为B=0.5T.在区域Ⅰ中,将质量m1=0.1kg,电阻R1=0.1Ω的金属条ab放在导轨上,ab刚好不下滑。然后,在区域Ⅱ中将质量m2=0.4kg,电阻R2=0.1Ω的光滑导体棒cd置于导轨上,由静止开始下滑,cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中,ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取g=10m/s2,问
(1)cd下滑的过程中,ab中的电流方向;
(2)ab将要向上滑动时,cd的速度v多大;
(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8m,此过程中ab上产生的热量Q是多少。
(4)总结电磁感应中求电热的方法
【答案】(1)a到b (2)5m/s (3)1.3J (4)一、利用能量守恒定律求解,二、克服安培力所做的功等整个回路中的产生的热量,三、利用焦耳定律求解。
【解析】
(1)由右手定则可以判断电流方向由a流向b
(2)开始放置ab刚好不下滑时,ab所受摩擦力为最大摩擦力,设其为Fmax,有
设ab刚好要上滑时,cd棒的感应电动势为E,由法拉第电磁感应定律有,设电路中的感应电流为I,由闭合电路欧姆定律有
设ab所受安培力为F安,有
此时ab受到的最大摩擦力方向沿斜面向下,由平衡条件有
联立代入数据解得:
(3)设cd棒的运动过程中电路中产生的总热量为Q总,由能量守恒定律有
由串联电路规律有
联立解得:
(4)电磁感应中求电热的方法:一、利用能量守恒定律求解,二、克服安培力所做的功等整个回路中的产生的热量,三、利用焦耳定律求解。
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【题目】甲车以14m/s的速度在平直的公路上匀速行驶,乙车以6m/s的速度与甲车同向做匀速直线运动,甲车经过乙车旁边时以0.5m/s2加速度刹车,从甲车刹车开始计时,求:
(1)乙车在追上甲车前,两车相距的最大距离;
(2)乙车追上甲车所用时间。
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【题目】如图所示,倾角为37的斜面长L=1.9m,在斜面底端正上方的O点将一小球以速度v0=3m/s水平抛出,与此同时释放在斜面顶端的滑块,经过一段时间后小球恰好能以垂直斜面的方向击中滑块(小球和滑块均可视为质点,重力加速度g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8)
求:(1)抛出点O离斜面底端的高度;
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数μ。
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【题目】如图,AB是长L=lm的绝缘水平面,BD段为半径R=0.2m的绝缘光滑半圆轨道,两段轨道相切于B点,轨道AB处于在竖直向下的匀强电场中,场强大小E=4.0×102V/m. 一质量为m=2.0×10-2kg,所带电荷量q=+5.0×10-4C的小球,以v0=4.0m/s的速度从A点沿水平轨道向右运动,进入半圆轨道后, 恰能通过最高点D,g取10m/s2(小球可视为质点,整个运动过程无电荷转移),求:
(1)滑块通过D点时的速度大小;
(2)滑块在B点时,滑块对轨道压力大小;
(3)轨道AB与小球的动摩擦因数.
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【题目】为了探究加速度a与力F的关系,某小组同学设计了如图甲所示的实验装置,力传感器可测出小车所受拉力大小,小车和力传感器的总质量为M,砂和砂桶的质量为m,滑轮的质量m0.
(1)实验时,一定要进行的操作是____;
A.用天平测量滑轮的质量m0
B.用天平测出小车和力传感器的质量M
C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数
D.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)丙同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),测得AC长为14.56cm, CD长为11.15cm,DE长为13.73cm.己知打点计时器采用的是周期为0.02s的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为___m/s2(结果保留三位有效数字);
(3)丁同学以力传感器的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的a-F图象是一条直线,图线与横坐标成一夹角,则图线的斜率k=____.(用M、m、m0、g中的符号表示).
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【题目】在物理学发展过程中,许多科学家做出了贡献。下列说法不正确的是()
A.库仑在前人工作的基础上总结出库仑定律
B.美国物理学家密立根利用油滴实验比较准确地测定了电子的电荷量
C.最初是焦耳用实验直接测得的用于计算电热的关系式
D.奥斯特发现了电磁感应现象,并提出了力线的概念,他认为正是通过场(力线)把电作用与磁作用传递到别的电荷或磁体
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【题目】如图所示,带着光滑竖直的三角形斜壁固定在水平地面上,放置于斜劈上的光滑小球与套在竖直杆上的小滑块用轻绳连接,开始时轻绳与斜劈平行.现给小滑块施加一竖直向上的拉力,使小滑块沿杆缓慢上升,整个过程中小球始终为脱离斜劈,则有( )
A. 轻绳对小球的拉力逐渐增大
B. 小球对斜劈的压力先减小后增大
C. 竖直杆对小滑块的弹力先增大后减小
D. 对小滑块施加的竖直向上的拉力逐渐增大
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【题目】某同学利用单摆测定当地的重力加速度。
(1)为了减小测量周期的误差,实验时需要在适当的位置做一标记,当摆球通过该标记时开始计时,该标记应该放置在摆球摆动的________。
A.最高点
B.最低点
C.任意位置
(2)用秒表测量单摆的周期.当单摆摆动稳定且到达计时标记时开始计时并记为n=1,单摆每经过标记记一次数,当数到n=60时秒表的示数如图甲所示,示数为_______________s,则该单摆的周期是T=________s(结果保留三位有效数字).
(3)用最小刻度为1mm的刻度尺测摆线长,测量情况如图乙所示.O为悬挂点,从图乙中可读出单摆的摆线长度为________m;用游标卡尺测量摆球的直径如图丙所示,则球的直径为________cm;单摆的摆长为________m(计算结果保留三位有效数字)。
(4)若用L表示摆长,T表示周期,那么重力加速度的表达式为g=________.
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【题目】如图所示,A、B、C是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,下列说法中正确的是( )
A. B、C的角速度相等,且小于A的角速度
B. B、C的线速度大小相等,且大于A的线速度
C. B、C的向心加速度相等,且大于A的向心加速度
D. B、C的周期相等,且小于A的周期
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