(2)从ab棒开始下滑到达到最大速度的过程中.ab与cd棒上产生的总热量. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

如下图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L=1 m,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨电阻不计。磁感应强度为B1=2 T的匀强磁场垂直导轨平面向上,长为L=1 m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m1=2 kg、电阻为R1=1 Ω。两金属导轨的上端连接右侧电路,电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板,两板间的距离和板长均为d=0.5 m,定值电阻为R2=3 Ω,现闭合开关S并将金属棒由静止释放,重力加速度为g=10 m/s2,试求:

(1)金属棒下滑的最大速度为多大?

(2)当金属棒下滑达到稳定状态时,整个电路消耗的电功率P为多少?

(3)当金属棒稳定下滑时,在水平放置的平行金属间加一垂直于纸面向里的匀强磁场B2=3 T,在下板的右端且非常靠近下板的位置有一质量为m2=3×10-4 kg、带电量为q=-1×10-4 C的液滴以初速度v水平向左射入两板间,该液滴可视为质点。要使带电粒子能从金属板间射出,初速度v应满足什么条件?

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如图所示为足够长的光滑斜面导轨,斜面的倾角θ=,导轨相距为d,上端M和N用导线相连,并处于垂直斜面向上的均匀磁场中,磁场的磁感应强度的大小随时间t的变化规律为B=kt,其中k为常数.质量为m的金属棒ab垂直导轨放置在MN附近.从静止开始下滑,通过的路程为L时,速度恰好达到最大,此时磁场的磁感强度的大小为B.设金属棒的电阻为R,导轨和导线的电阻不计,求:

(1)金属棒最大速度

(2)金属从静止开始下滑L的过程中所产生的热量.

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如图所示为足够长的光滑斜面导轨MM'和NN',斜面的倾角θ=30°,导轨相距为d,上端M和N用导线相连,并处于垂直斜面向上的均匀磁场中,磁场的磁感强度的大小随时间t的变化规律为=kt,其中k为常数。质量为m的金属棒ab垂直导轨放在M、N附近,从静止开始下滑,通过的路程为L时,速度恰好达到最大,此时磁场的磁感强度的大小为.设金属棒的电阻为R,导轨和导线的电阻不计。求:

(1)金属棒达到的最大速度

(2)金属棒从静止开始下滑L的过程中所产生的热量。

 

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如图所示为足够长的光滑斜面导轨MM'和NN',斜面的倾角θ=30°,导轨相距为d,上端M和N用导线相连,并处于垂直斜面向上的均匀磁场中,磁场的磁感强度的大小随时间t的变化规律为=kt,其中k为常数。质量为m的金属棒ab垂直导轨放在M、N附近,从静止开始下滑,通过的路程为L时,速度恰好达到最大,此时磁场的磁感强度的大小为.设金属棒的电阻为R,导轨和导线的电阻不计。求:

(1)金属棒达到的最大速度
(2)金属棒从静止开始下滑L的过程中所产生的热量。
 

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精英家教网固定于水平桌面上的无限长且光滑的金属轨道MN、PQ(电阻不计),处在竖直向下的匀强磁场中,质量为m的金属棒ab以水平初速度V0在轨道上向右运动(如图).另有n根质量相同,编号为1、2….n的金属棒放置在轨道旁边.已知磁感强度为B,MN、PQ相距为L,ab棒电阻为r,编号为1、2….n的金属棒电阻均为R.现把编号为1的棒无初速轻放于轨道上,当棒1达到最大速度时,又把编号为2的棒无初速轻放于轨道上,当棒2达到最大速度时,又把编号为3的棒无初速轻放于轨道上…,直到编号为n的棒无初速轻放于轨道上而达到最大速度.
(1)编号为1的棒刚放上去时,ab棒两端的电压及棒1受到的安培力?
(2)编号为1的棒运动的最大速度?编号为1的棒开始运动到速度最大过程中流过ab棒的电荷量?
(3)编号为K的棒放上去后获得的最大动能与从开始放棒1到棒K有最大速度过程中系统的发热量之比?

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题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

答案

AC

B

AB

BD

AD

B

B

BC

D

A

A

BC

 

13.(10分)(1)正功   增加 (各2分)

(2)能量守恒定律   第二类   热力学第二定律  (各2分)

14.(10分)(1)干涉   相干性 (各2分)

(2)质量大   体积小   尽量细  (各2分);

15.(12分)

(1)电路图如图(3分);(电路图与实物图不匹配扣1分,仪器代号未标扣1分)

(2)E2(1分),R1(2分);

(3)大于(1分);

(4)实物连线(2分)(有错的不给分)

(5)(3分)

①把电阻箱阻值调至零值,闭合S,调节滑线变阻器,使电压表指针指在满刻度处;(1分)

②保持滑线变阻器滑片的位置不变,(1分)调节电阻箱,使电压表指针指在中央刻度处,记下电阻箱的阻值R。(1分)

16.(12分)

(1)先保持m不变,研究aF的关系;再保持F不变,研究am的关系(2分);

(2)a.把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力(1分);

b.砂和桶的质量远小于小车质量(1分);

(3)B  (2分);

(4)如图(4分,其中,坐标轴名称正确1分,

标示坐标标度1分,图线正确2分).

(5)(只要合理均给2 分)

①采用气垫导轨以减小摩擦力;

②利用“光电门”和计算机连接直接得到加速度,

③利用v-t图像计算加速度;

④用弹簧秤测量砂和桶的重力;

⑤用力和加速度的比值是否不变来处理数据,等等.

17.(18分)

   (1)设升压变压器原副线圈的输入和输出电压分别为U1、U2,匝数分别为n1、n2

------------------------------------------------------------------------------(3分)

        得--------------------------------------------(2分)

        输电导线上的电流---------------------------(3分)

(2)子弹打木块过程,由动量守恒定律,有

mVo=(M+m)V1    ①---------------------------------------------------------------(2分)

在拉紧瞬间木块失去了沿绳方向的速度,则木块离开水平地面速度大小

V=V1sin     ②--------------------------------------------------------------------------(1分)

由几何关系,有sin          ③----------------------------------------------(1分)

由①②③式得木块离开水平地面速度大小V=10m/s--------------------------------(1分)

设木块在最高点速度为V,由牛顿第二定律,有

T+(M+m)g=(M+m)④---(2分)

木块离地以后运动到最高点的过程,由机械能守恒则定律,有

 ⑤----------------------------(2分)

由④⑤式可得木块到达最高点时轻绳对木块的拉力的大小

T=4N------------------------------------------------------------------------------------------(1分)

18、(16分)

(1)设ab最大速度为,对ab棒,由平衡条件,有

     ①-----------------------------------------------------------------(3分)

     而最大感应电流          ②-------------------------------------------(2分)

 所以最大速度      ③----------------------------------------------(2分)

     cd棒静止,由平衡条件,得cd棒受到的摩擦力

 ④------------------------(3分)

    (2)从ab棒开始下滑到达到最大速度的过程中,由能量守恒定律,得ab与cd棒上产生的总热量

 ⑤------------------------------------------------------------(3分)

    ③代入⑤,得

 ⑥--------------------------------(3分)

19.(17分)

(1)设两个平行金属板AB间的电场强度为E,

对油滴M,其受力如图所示,由平衡条件,有

qEmg,--------------------------------------------------(2分)

,----------------------------------------------(1分)

可得金属板AB间的电压 ,-------------------------------------------------(2分)

B板电势较高。----------------------------------------------------------------------------------(2分)

  (2) N带正电,设带电量为Q

  设N与M碰前的速度为v1 ,由动能定理,有

   ①-----------------------------------------------(3分)

MN相碰后结合成一个大油滴时,大油滴速度为v,由动量守恒定律,得

    ②----------------------------------------------------------------------(2分)

  结合成的大油滴恰好不与金属板B相碰的临界条件是:大油滴运动到金属板B时速度为0,由动能定理,得

  ③----------------------------------(3分)

  由①②③得  ④--------------------------------------------------------------------(2分)

20、(17分)

物体A滑上木板B以后,作匀减速运动,加速度

    ①--------------------------------------------(1分)

木板B作匀加速运动,设加速度为,由牛顿第二定律,有:

     ②------------------------------------------(2分)

A不从B的右端滑落的临界条件是A到达B的右端时,A、B具有共同的速度

由位置关系,有     ③----------------------------(2分)

运动时间相等,有     ④-------------------------------(2分)

由①③④式,可得 ⑤---------------------------------(1分)

由②⑤式,得

   ⑥--------------------------------------(2分)

代入数值,得------------------------------------------------(1分)

若F<1N,则A滑到B的右端时,速度仍大于B的速度,于是将从B上滑落,所以F必须大于等于1N。

当F较大时,在A到达B的右端之前,就与B具有相同的速度,之后,A必须相对B静止,才能不会从B的左端滑落。---------------------------------------(1分)

当A相对B静止时,由牛顿第二定律

对A、B的整体,设加速度为,有--------------------(1分)

对A有------------------------------------------------(1分)

联立解得  ------------------------------------------------(1分)

若F大于3N,A就会相对B向左滑下。--------------------------------(1分)

使A不致于从B上滑落,力F应满足的条件是:--------------(1分)

 

 

 


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