【题目】如图甲所示,质量为m的导体棒ab,垂直放在相距为l的平行光滑金属轨道上.导轨平面与水平面间的夹角θ=30°,图中间距为d的两虚线和导轨围成一个矩形区域,区域内存在方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场.导轨上端通过一个电流传感器A连接一个定值电阻,回路中定值电阻除外的其余电阻都可忽略不计.用一平行于导轨的恒定拉力拉着棒,使棒从距离磁场区域为d处由静止开始沿导轨向上运动,当棒运动至磁场区域上方某位置时撤去拉力.棒开始运动后,传感器记录到回路中的电流I随时间t变化的I﹣t图象如图乙所示.已知重力加速度为g,导轨足够长.求:
(1)拉力F的大小和匀强磁场的磁感应强度B的大小.
(2)定值电阻R的阻值.
(3)拉力F作用过程棒的位移x.
【答案】(1) (2)
(3)x=3d
【解析】【试题分析】(1)由图乙知,棒进入磁场运动过程,回路中电流均保持不变,说明棒在磁场中做匀速运动.研究棒在磁场中向下运动的过程,根据平衡条件和安培力公式结合求出磁感应强度B的大小.研究棒在磁场中向上运动的过程,根据平衡条件和安培力公式结合求拉力F的大小.
(2)棒开始运动直到进入磁场过程,运用动能定理列式得到棒进入磁场时的速度,再由欧姆定律求出电阻值.
(3)棒离开磁场后拉力作用的位移为(x-2d),从棒离开磁场到再次进入磁场过程,由动能定理得求出棒第二次在磁场中运动时的速度,再由欧姆定律列式,联立求出位移x.
(1)棒进入磁场运动过程,回路中电流均保持不变,说明棒在磁场中做匀速运动,在磁场中向下运动过程,有:mgsinθ=2BI0l ①
解得磁感应强度大小为: ②
在磁场中向上运动过程,有:F=mgsinθ+BI0l ③
解得拉力大小为: ④
(2)棒开始运动直到进入磁场过程,由动能定理得: ⑤
棒进入磁场后回路中的电流为: ⑥
解得定值电阻的阻值为: ⑦
(3)棒离开磁场后拉力作用的位移为(x-2d),从棒离开磁场到再次进入磁场过程,
由动能定理得: ⑧
棒第二次在磁场中运动过程回路中的电流为: ⑨
解得拉力F作用过程棒的位移为:x=3d ⑩
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【题目】如图为发电厂向远处用户的输电电路示意图,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变.若输送功率增大,下列说法中正确的有( )
A.升压变压器的输出电压增大
B.降压变压器的输出电压增大
C.输电线上损耗的功率增大
D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
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【题目】如图所示是“用圆锥摆实验验证向心力公式”的实验,细线下悬挂了一个质量为m的小钢球,细线上端固定在O点。将画有几个同心圆的白纸置于水平桌面上,使小钢球静止时(细线张紧)正好位于同心圆圆心处。用手带动小钢球,设法使它沿纸上的某个圆周运动,随即手与球分离。(当地的重力加速度为g)。
(1)用秒表记录小钢球运动n圈的时间t,从而测出此时钢球做匀速圆周运动的周期T=_________;
(2)再通过纸上的圆,测出小钢球的做匀速圆周运动的半径R; 可算出小钢球做匀速圆周运动所需的向心力F向=____________;
(3)为了验证向心力公式,现测量出细绳长度L,请用m、g、L、R表示出小钢球做匀速圆周运动时所受的合力F合=_______________(小钢球的直径与绳长相比可忽略)
(4)这一实验方法简单易行,但是有几个因素可能会影响实验的成功,请写出一条:_________。
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【题目】如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变。用水平力,缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0, 此时物体静止。撤去F后,物体开始向左运动,运动的最大距离为4x0。物体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。则( )
A. 撤去F后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动
B. 撤去F后,物体刚运动时的加速度大小为
C. 物体做匀减速运动的时间为2
D. 物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为
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【题目】(1)甲同学采用频闪照相法研究平抛运动。图为小球做平抛运动时所拍摄的闪光照片的一部分,小方格的边长为5cm,已知闪光频率是10Hz,则A、B两点之间的时间间隔是_______s ,小球的初速度大小为 ______ m/s,A点 _________(是/不是)抛出点,小球在B点时的瞬时速度大小为 ______ m/s。(g=10m/s2)
(2)以下说法正确的是________
A.实验时必须减少小球与斜槽间的摩擦
B.以斜槽末端口为原点建立坐标系,计算水平抛出的初速度v0会比实际值大
C.实验中重锤线的作用在于指示实验器的平板是否处于竖直平面内
D.小球放置在槽口处轨道上能保持静止,说明轨道水平
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【题目】如图,质量均为m的两球A、B置于水平光滑桌面上,用一劲度系数为K的弹簧相连,一长为L1的细线与A相连,细线的另一端栓在竖直轴OO′上,当A与B均以角速度ω绕OO′做匀速圆周运动时,弹簧长度为L2.
(1)此时弹簧伸长量△x多大?绳子拉力T多大?
(2)将线突然烧断瞬间,A,B两球加速度各多大?
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【题目】在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈abcd.线圈cd边沿竖直方向且与磁场的右边界重合.线圈平面与磁场方向垂直.从t=0时刻起,线圈以恒定角速度ω=绕cd边沿图所示方向转动,规定线圈中电流沿abcda方向为正方向,则从t=0到t=T时间内,线圈中的电流I随时间t变化关系图象为( )
A.
B.
C.
D.
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【题目】关于超重和失重的下列说法中正确的是
A. 电梯向上加速运动时,电梯内的人处于超重状态
B. 电梯向上减速运动时,电梯内的人处于超重状态
C. 电梯向下加速运动时,电梯内的人处于失重状态
D. 电梯向下减速运动时,电梯内的人处于失重状态
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