【題目】如圖所示,兩根平行的光滑金屬導軌MN、PQ放在水平面上,左端向上彎曲,導軌間距為L,電阻不計。水平段導軌所處空間存在方向豎直向上的勻強磁場,磁感應強度為B。導體棒a與b的質量均為m,電阻值分別為Ra=R,Rb=2R。b棒放置在水平導軌上足夠遠處,a棒在弧形導軌上距水平面h高度處由靜止釋放。運動過程中導體棒與導軌接觸良好且始終與導軌垂直,重力加速度為g。
(1)求a棒剛進入磁場時受到的安培力的大小和方向;
(2)求最終穩定時兩棒的速度大小;
(3)從a棒開始下落到最終穩定的過程中,求b棒上產生的內能。
【答案】(1) 方向水平向左;(2)
(3)
。
【解析】
試題分析:(1)設a棒剛進入磁場時的速度為v,從開始下落到進入磁場
根據機械能守恒定律 (1分)
a棒切割磁感線產生感應電動勢E = BLv (1分)
根據閉合電路歐姆定律 (1分)
a棒受到的安培力F = BIL(1分)
聯立以上各式解得 方向水平向左(1分)
(注:或方向與速度方向相反。若方向錯或沒答方向均扣1分)
(2)設兩棒最后穩定時的速度為v ′,
從a棒開始下落到兩棒速度達到穩定,它們之間存在相互作用力,根據水平方向的動量守恒得
mv = 2m v ′(2分)
解得(1分)
(3)設a棒產生的內能為Ea ,b棒產生的內能為Eb
根據能量守恒定律 (1分)
兩棒串聯內能與電阻成正比 Eb = 2Ea(1分)
解得(1分)
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【題目】一足夠長傳送帶與水平面的夾角為θ,物塊a通過平行于傳送帶的輕繩跨過光滑輕滑輪與物塊b相連,如圖所示.開始時,a、b及傳送帶均靜止,且mb>masinθ.現使傳送帶順時針勻速轉動,則運動(物塊未與滑輪相碰)過程中
A. 一段時間后物塊a可能勻速運動
B. 一段時間后,摩擦力對物塊a可能做負功
C. 開始的一段時間內,重力對a做功的功率大于重力對b做功的功率
D. 摩擦力對a、b組成的系統做的功等于a、b機械能的增量
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【題目】質量為m的小球由輕繩a和b分別系于一輕質細桿的A點和B點,如圖,繩a與水平方向成θ角,繩b在水平方向且長為l,當輕桿繞軸AB以角速度ω勻速轉動時,小球在水平面內做勻速圓周運動,則下列說法正確的是( )
A. b繩拉力不可能為零
B. a繩的拉力隨角速度的增大而增大
C. 當角速度,b繩將出現拉力
D. 若b繩突然被剪斷,則a繩的拉力一定發生變化
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【題目】如圖所示,質量為M足夠長的斜面體始終靜止在水平地面上,有一個質量為m的小物塊在受到沿斜面向下的力F的作用下,沿斜面勻加速下滑,此過程中斜面體與地面的摩擦力為零。已知重力加速度為g,則下列說法正確的是 ( )
A. 斜面體對地面的壓力大小小于(m+M)g
B. 斜面體給小物塊的作用力大小小于mg
C. 若將力F撤掉,小物塊將勻速下滑
D. 若將力F的方向突然改為豎直向下,小物塊仍做加速運動
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【題目】“驗證機械能守恒定律”的實驗可以采用如圖的甲或乙方案來進行。
(1)比較這兩種方案,_____(選填“甲”或“乙”)方案好些。
(2)下圖是某種方案得到的一條紙帶,測得每兩個計數點間距離如圖,已知每兩個計數點之間的時間間隔T=0.1s,物體運動的加速度a=____m/s2(保留3位有效數字);該紙帶是采用____(選填“甲”或“乙”)實驗方案得到的。
(3)如圖是采用甲方案時得到的一條紙帶,在計算圖中N點速度時,幾位同學分別用下列不同的方法進行,其中正確的是(____)
A.vN=gnT B. vN=g(n-1)T C. D.
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【題目】物理學家通過對實驗的深入觀察和研究,獲得正確的科學認知,推動物理學的發展,下列說法符合事實的是( )
A. 庫侖通過一系列實驗證實了麥克斯韋關于光的電磁理論
B. 查德威克用α粒子轟擊獲得反沖核
,發現了中子
C. 貝克勒爾發現的天然放射性向下,說明原子核有復雜結構
D. 波爾利用氫原子能級量子化解釋了氫原子光譜,從而創建了量子力學
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【題目】某實驗小組利用如圖所示的裝置探究加速度與力、質量的關系,將連接滑塊的細繩、力傳感器和動滑輪之前的細繩、定滑輪和動滑輪之間的細繩均調為水平,通過調節氣墊導軌下的螺母使氣墊導軌水平,打開氣源,將滑塊由靜止釋放,用刻度尺量出兩光電門之間的距離和滑塊的寬度,并記錄滑塊經過兩光電門的時間。
根據以上的操作回答下列問題:
(1)本實驗中鉤碼的質量________(填“需要”或“不需要”)遠小于滑塊的質量。
(2)在探究加速度與外力的關系時,傳感器的示數記為F,通過運動學公式計算出滑塊的加速度a,改變鉤碼的質量,依次記錄傳感器的示數并求出所對應的加速度大小,則下列四個a-F圖像中能正確反映加速度a與傳感器的示數F之間規律的是________。
(3)已知第(2)問中正確圖像中的直線部分的斜率大小為k,則該滑塊的質量為__________。
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【題目】如圖所示,在月球橢圓軌道上,已關閉動力的探月衛星在月球引力作用下向月球靠近,并將在B處變軌進入半徑為 r、周期為T的環月軌道運行,已知萬有引力常量為G。下列說法中正確的是
A. 在橢圓軌道上,月球對探月衛星的引力不做功
B. 由題中條件可以B算出探月衛星所受到的月球引力
C. 由題中條件可以算出月球的質量
D. 探月衛星在B處變軌進入環月軌道時必須點火減速
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【題目】改變汽車的質量和速度,都能使汽車的動能發生變化,在下面幾種情況中,汽車的動能是原來的2倍的是( )
A. 質量不變,速度變為原來的2倍
B. 質量和速度都變為原來的2倍
C. 質量減半,速度變為原來的2倍
D. 質量變為原來2倍,速度減半
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