【题目】如图所示,在倾角θ=37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的匀强磁场区域MNPQ,磁感应强度B的大小为5 T,磁场宽度d=0.55 m,有一边长L=0.4 m、质量m1=0.6 kg、电阻R=2 Ω的正方形均匀导体线框abcd通过一轻质细线跨过光滑的定滑轮与一质量为m2=0.4 kg的物体相连,物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4,将线框从图示位置由静止释放,物体到定滑轮的距离足够长.(取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:
(1)线框abcd还未进入磁场的运动过程中,细线中的拉力为多少?
(2)当ab边刚进入磁场时,线框恰好做匀速直线运动,求线框刚释放时ab边距磁场MN边界的距离x多大?
(3)在(2)问中的条件下,若cd边恰离开磁场边界PQ时,速度大小为2 m/s,求整个运动过程中ab边产生的热量为多少?
【答案】(1)2.4 N; (2)0.25 m; (3)0.1 J;
【解析】试题分析:(1)m1、m2运动过程中,以整体法有
m1gsin θ-μm2g=(m1+m2)a
a=2 m/s2
以m2为研究对象有T-μm2g=m2a(或以m1为研究对象有m1gsin θ-T=m1a
T=2.4 N
(2)线框进入磁场恰好做匀速直线运动,以整体法有
m1gsin θ-μm2g-=0
v=1 m/s
ab到MN前线框做匀加速运动,有
v2=2axx=0.25 m
(3)线框从开始运动到cd边恰离开磁场边界PQ时:
m1gsin θ(x+d+L)-μm2g(x+d+L)= (m1+m2) +Q
解得:Q=0.4 J
所以Qab=Q=0.1 J
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【题目】某实验小组利用数字实验系统探究弹簧振子的运动规律,装置如图所示,水平光滑导轨上的滑块与轻弹簧组成弹簧振子,滑块上固定有传感器的发射器.把弹簧拉长5 cm后由静止释放,滑块开始振动.他们分析位移—时间图象后发现,滑块的运动是简谐运动,滑块从最右端运动到最左端所用时间为1s,则弹簧振子的振动频率为_____Hz;以释放的瞬时为初始时刻、向右为正方向,则滑块运动的表达式为x=_____ cm.
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【题目】如图所示a、b间接入正弦交流电,理想变压器右侧部分为一火灾报警系统原理图,R2为热敏电阻,随着温度升高其电阻变小,所有电表均为理想电表,电流表A2为值班室的显示器,显示通过R1的电流,电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出),R3为一定值电阻。当R2所在处出现火情时,以下说法中正确的是
A. V1的示数减小,V2的示数减小 B. V1的示数不变,V2的示数减小
C. A1的示数增大,A2的示数增大 D. A1的示数减小,A2的示数减小
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【题目】历史上有些科学家曾把相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”(现称“另类匀变速直线运动”),“另类加速度”定义为,其中v0和vx分别表示某段位移x内的初速度和末速度.A>0表示物体做加速运动,A<0表示物体做减速运动.而现在物理学中加速度的定义式为,下列说法正确的是( )
A. 若A不变,则a也不变
B. 若A>0且保持不变,则a逐渐变大
C. 若A不变,则物体在中间位置处的速度为
D. 若A>0且保持不变,则物体在中间时刻的速度小于
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【题目】我们都有这样的体验:手电筒里的两节串联的干电池用久了以后,灯泡发“红”光,这时我们常说“电池没电了”,有人为了“节约”, ”,在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用.已知新电池的电动势E1=1.5V、内阻r1=0.3Ω;旧电池的电动势E2=1.5V;内阻r2=6.7Ω;小灯泡上标有“3V;3W”,
且电阻不随温度变化.则手电筒工作时电路中旧电池提供的电功率为___________W.(已知两电池串联的总电动势等于两电池的电动势之和),根据计算结果,你认为新旧电池搭配使用的做法是否合理___________(填“合理”或“不合理”).
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【题目】某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,按如图所示安装实验仪器,以此定量探究动能定理,此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块、钩码、天平(带砝码)等。
(1)若要完成该实验,必须的实验器材还有________。
(2)实验过程中需注意的是______(填字母代号)
A.所挂钩码越重越好
B.实验时需要将木板右端垫高,以平衡摩擦力
C.实验时需要调整滑轮的高度,使得细线与木板平行
D.待小车运动后,再合上打点计时器电源开关
(3)该同学将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功,经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些,这一情况可能是下列哪些原因造成的______(填字母代号)。
A.先接通电源再释放小车
B.小车释放时离打点计时器太近
C.阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉
D.钩码做匀速运动,钩码重力大于细绳拉力
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【题目】如图所示,A、B为钉在光滑水平面上的两根铁钉,相距为0.25l。小球C用细绳拴在铁钉B上,BC=l(细绳不会断),初始时刻如图所示。现给小球一个垂直于绳的速度v,使小球绕着两根铁钉在水平面上做圆周运动,绳子拉力为F。当绳子绕过铁钉A时,下列说法正确的 ( )
A. 周期变小
B. 角速度为4v/l
C. 绳子拉力变为4F/3
D. 绳子拉力的功率变大
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【题目】如图所示,质量相同的两物体处于同一高度,A沿固定在地面上的光滑斜面下滑,B自由下落,最后到达同一水平,则 ( )
A. 重力的平均功率相同
B. 到达底端时两物体的动能相同
C. 到达底端时重力的瞬时功率相同
D. 动量的变化量相同
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【题目】如图所示,一理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=4:1, 电源电压u=220 sin314t(V),原线圈电路中接入熔断电流I0=1A的保险丝,副线圈电路中接入一可变电阻R,则 ( )
A. 电压表的读数为55V
B. 当可变电阻R的阻值变大时,电源的输入功率变大
C. 可变电阻R的阻值等于15Ω时保险丝将熔断
D. 副线圈的输出功率一定是200W
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