题目列表(包括答案和解析)
如图所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为
的绝缘斜面上,两导轨间距为L.M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.用与导轨平行且向上的恒定拉力F作用在金属杆上,金属杆ab沿导轨向上运动,最终将做匀速运动.当改变拉力F的大小时,相对应的匀速运动速度v也会改变,v和F的关系如图所示.
(1)金属杆ab在匀速运动之前做作什么运动?
(2)运动过程中金属杆ab受到的安培力的表达式?
(3)若m=0.25 kg,L=0.5 m,R=0.5 Ω,取重力加速度g=10 m/s2,试求磁感应强度B的大小及
角的正弦值sin
(25分)如图所示,两个金属轮A1、A2,可绕通过各自中心并与轮面垂直的固定的光滑金属轴O1和O2转动,O1和O2相互平行,水平放置.每个金属轮由四根金属辐条和金属环组成,A1轮的辐条长为a1、电阻为R1,A2轮的辐条长为a2、电阻为R2,连接辐条的金属环的宽度与电阻都可以忽略.半径为a0的绝缘圆盘D与A1同轴且固连在一起.一轻细绳的一端固定在D边缘上的某点,绳在D上绕足够匝数后,悬挂一质量为m的重物P.当P下落时,通过细绳带动D和A1绕O1轴转动.转动过程中,A1、A2保持接触,无相对滑动;两轮与各自细轴之间保持良好的电接触;两细轴通过导线与一阻值为R的电阻相连.除R和A1、A2两轮中辐条的电阻外,所有金属的电阻都不计.整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与转轴平行.现将P释放,试求P匀速下落时的速度.
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一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动,用下面的方法测量它匀速转动时的角速度。
实验器材:电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸片。
实验步骤:
(1)如图1所示,将电磁打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后,固定在待测圆盘的侧面上,使得圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上。
(2)启动控制装置使圆盘转动,同时接通电源,打点计时器开始打点。
(3)经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量。
① 由已知量和测得量表示的角速度的表达式为ω= 。式中各量的意义是:
.
② 某次实验测得圆盘半径r=5.50×10-2m,得到纸带的一段如图2所示,求得角速度为 。
(1) (2)6.8/s。 |
14.A 15.C 16.B 17.AD 18.B 19.CD 20.D 21.ACD .files/image040.jpg)
22解.(17分)(1)2.094~
(2)①C E ②C中未记下两条细绳的方向 E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了位置O (3)①B D ②见图
评分标准:(1)3分 (2)中①问每空2分;②问每空1分。共6分。(3)中①问每空2分;②问4分,电流表外接正确或变阻器分压连接正确均可各得1分,完全正确的得4分;若变阻器限流连接正确,其它连接无误,可给2分。共8分。
23.(16分)解答:(1)跳起后重心升高
h=2.25-2.10=
根据机械能守恒定律
① (4分)
解得.files/image007.gif)
②
(2分)
(2)由动量定理(F-mg)t=mv-0 ③ (4分)
即
④
(2分)
将数据代入上式可得F=(100
+700)N⑤ (2分)
根据牛顿第三定律可知:上跳过程中他对地面的平均压力F′=(100
+700)N(1分)
24、解答:(19分)(1)设电场强度为E,把小球A、B看作一个系统,由于绳未断前作匀速运动,则有
2qE=3mg,E=3mg/2q (3分)
绳断后,根据牛顿第二定律:
对A:qE-mg=maA
得aA=g/2,方向坚直直向上 (3分)
对B:qE-2mg=2maB
得aB=-g/4,负号表示方向坚直直向下 (3分)
(2)细绳断开前后两球组成系统合外力为零,满足总动量守恒,设B球速度为零时,A球的速度为vA,
根据动量守恒定律得:
(m+
vA=3 v0 (1分)
(3)由运动学公式:vt2-v02=2as
得sA=(3 v0)2- v02/2aA=(3 v0)2- v02/g=8 v02/g (3分)
由功能关系,电场力对A做的功等于物体A的机械能增量:
△EA=qEsA=
25.解:(1)金属棒cd从静止开始运动直至细绳刚好被拉断的过程中有:
Qab =U2t/Rab ① (2分)
QR=U2t/R ② (1分)
联立①②可得Qab=0.4J ③ (1分)
Qcd =I2Rcdt ④ (2分)
Qab + QR =I2RRabt/(Rab+R) ⑤(1分)
联立④⑤可得Qab =0.9J ⑥ (1分)
(2) 细绳被拉断瞬时,对ab棒有:
Fm=mg+BIabL ⑦ (2分)
又有IR=RabIab/R ⑧ ( 1分)
Icd=Iab+Icd ⑨ (1分)
又由闭合欧姆定可得
BLv=Icd [Rcd+RabR/(Rab+R)] ⑩ (2分)
联立⑦⑧⑨⑩可得v=
(3)由功能关系得
Mgh= Q总 +1/2mv2 ?(4分))
即可得h=
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