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【題目】如圖所示,足夠長的光滑平行金屬導軌、傾斜放置,兩導軌間距離為,導軌平面與水平面間的夾角,所處的勻強磁場垂直于導軌平面向上,質量為的金屬棒垂直于導軌放置,導軌和金屬棒接觸良好,不計導軌和金屬棒的電阻,重力加速度為。若在導軌的、兩端連接阻值的電阻,將金屬棒由靜止釋放,則在下滑的過程中,金屬棒沿導軌下滑的穩定速度為,若在導軌兩端將電阻改接成電容為的電容器,仍將金屬棒由靜止釋放,金屬棒下滑時間,此過程中電容器沒有被擊穿,求:

1)勻強磁場的磁感應強度的大小為多少?

2)金屬棒下滑秒末的速度是多大?

【答案】12

【解析】

試題(1)若在M、P間接電阻R時,金屬棒先做變加速運動,當加速度為零時做勻速運動,達到穩定狀態.則感應電動勢,感應電流,棒所受的安培力

聯立可得,由平衡條件可得,解得。

2)若在導軌 M、P兩端將電阻R改接成電容為C的電容器,將金屬棒ab由靜止釋放,產生感應電動勢,電容器充電,電路中有充電電流,ab棒受到安培力。

設棒下滑的速度大小為,經歷的時間為

則電容器板間電壓為

此時電容器的帶電量為

設時間間隔△t時間內流經棒的電荷量為

則電路中電流,又,解得

根據牛頓第二定律得,解得

所以金屬棒做初速度為0的勻加速直線運動,末的速度

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質量為m2的小球固定在豎直輕彈簧上,彈簧勁度系數為k,輕彈簧固定在質量為m1的底座上,整個裝置置于水平地面上,拉小球使彈簧伸長一定長度,釋放后小球將在豎直方向上做簡諧運動。振動過程中底座恰好不離開地面,已知重力加速度為g,則小球的最大加速度為____________;底座對地面的最大壓力大小為_____________小球做簡諧振動的振幅為__________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某物理興趣小組利用圖甲所示裝置驗證機械能守恒定律,當地的重力加速度大小為g。

(1)下列做法可減小實驗誤差的是___________(填字母序號)。

A.先松開紙帶后接通電源

B.用電火花計時器替代電磁打點計時器

C.在鋁錘和鐵錘中,選擇鋁錘作為重錘

(2)在實驗中,質量為m的重錘自由下落,帶動紙帶,紙帶上打出的一系列點,如圖乙所示,O是重錘剛下落時打下的點。已知打點計時器打點的頻率為f,則從打點計時器打下O點到打下B點的過程中,重錘的重力勢能的減少量為___________,動能的增加量為___________;若在實驗誤差允許的范圍內滿足等式___________,則機械能守恒定律得到驗證。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】加速器是當代科研、醫療等領域必需的設備,如圖所示為回旋加速器的原理圖,其核心部分是兩個半徑均為的中空半圓金屬形盒,并處于垂直于盒底的磁感應強度為的勻強磁場中,F接上電壓為的高頻交流電源后,狹縫中形成周期性變化的電場,使圓心處的帶電粒子在通過狹縫時都能得到加速。若不考慮相對論效應、重力和在狹縫中運動的時間,下列說法正確的是(

A. 高頻交流電周期是帶電粒子在磁場中運動周期的2

B. 越大,帶電粒子最終射出形盒時的速度就越大

C. 帶電粒子在加速器中能獲得的最大動能只與、有關

D. 若用該回旋加速器分別加速不同的帶電粒子,可能要調節交變電場的頻率

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學研究小燈泡的伏安特性,所使用的器材有:

小燈泡(額定電壓,額定電流);

電壓表V(量程,內阻);

電流表A(量程,內阻);

固定電阻(阻值);

滑動變阻器(阻值);

電源(電動勢,內阻不計);

開關;導線若干。

實驗要求能夠實現在的內對小燈泡的電壓進行測量,畫出實驗電路原理圖。

____

②實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示。

由實驗曲線可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻_____(填增大”“不變減小)。

③用另一電源(電動勢,內阻)和題給器材連接成圖(b)所示的電路,調節滑動變阻器的阻值,可以改變小燈泡的實際功率。閉合開關,在的變化范圍內,小燈泡的最小功率為_____,最大功率為_____。(結果均保留2位小數)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,用"碰撞實驗器"可以驗證動量守恒定律,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系:先安裝好實驗裝置,在地上鋪一張白紙,白紙上鋪放復寫紙,記下重垂線所指的位置O

接下來的實驗步驟如下:

步驟1:不放小球2,讓小球1從斜槽上A點由靜止滾下,并落在地面上。重復多次,用盡可能小的圓,把小球的所有落點圈在里面,其圓心就是小球落點的平均位置;

步驟2:把小球2放在斜槽前端邊緣位置B,讓小球1A點由靜止滾下,使它們碰撞.重復多次,并使用與步驟1同樣的方法分別標出碰撞后兩小球落點的平均位置;

步驟3:用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置MP、NO點的距離,即線段OM、OPON的長度。

①對于上述實驗操作,下列說法正確的是________

A.小球1每次必須在斜槽上相同的位置從靜止滾下

B.小球1可以在斜槽上不同的位置從靜止滾下

C.斜槽軌道末端必須水平

D.斜槽軌道必須光滑

②若入射小球質量為m1,半徑為r1;被碰小球質量為m2,半徑為r2,則______

A.m1>m2,r1>r2

B. m1>m2,r1=r2

C. m1<m2,r1<r2

D.m1<m2,r1=r2

③上述實驗除需測量線段OM、OPON的長度外,還需要測量的物理量有________

AA、B兩點間的高度差h1

BB點離地面的高度h2

C.小球1和小球2的質量m1m2

D.小球1和小球2的半徑r1r2

④當所測物理量滿足表達式______________(用所測物理量的字母表示)時,即說明兩球碰撞遵守動量守恒定律.如果還滿足表達式______________(用所測物理量的字母表示)時,即說明兩球碰撞時無機械能損失.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】電磁感應的現象的發現,給電磁的應用開辟了廣闊的道路,其中發電機就是電磁感應最重要的應用成果之。某種直流發電機的工作原理可以簡化為如圖所示的情景:在豎直向下的磁感應強度為B的勻強磁場中,兩根光滑平行金屬軌道MNPQ固定在水平面內,相距為L,電阻不計,軌道端點MP間接有阻值為r的電阻。質量為M、電阻為R的金屬導體棒ab垂直于MN、PQ放在軌道上,與軌道接觸良好,在水平向右的外力的作用下,以速度v(v均平行于MN)向右做勻速運動。求:

(1)導體棒ab中的感應電動勢是多大?通過電阻r的電流多大?

(2)a、b兩點間的電勢差是多大?ab兩點哪一點的電勢高?

(3)ab棒中產生感應電動勢的非靜電力是什么力?在圖中面出導體棒ab中自由電荷受到的非靜電力F的方向;

(4)整個回路在t時間內產生了多少熱量?這個熱量是如何產生的?試從功能轉化角度簡要分析;

(5)若加大外力,使得導體棒的速度從v變為2v,并測得導體棒加速運動過程中,電路產生的熱量為Q.求這個過程中,外力做了多少功?

(6)若導體棒速度達到2v后,立即撤去水平向右的外力,則導體棒ab將做什么運動?最終狀態是什么?從撤去外力到導體棒達到穩定狀態的過程中,電阻上產生了多少熱?

(7)若將MP之間的電阻換成一個線圈電阻為r的直流電動機,當導體棒ab以速度向右做勻速運動時,流過會屬棒的電流為,此時電動機恰可在豎直方向勻速提升質量為m的重物。若電動機各部分間摩擦損耗可忽略不計,求此時重物豎直上升的速度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一輕質彈簧上端系于天花板上,一端掛一質量為m的小球,彈簧的勁度系數為k,將小球從彈簧為自由長度時的豎直位置放手后,小球做簡諧運動,則下列說法不正確的是(

A. 小球做簡諧運動的恢復力大小為mg

B. 小球從放手運動到最低點,下降的高度為2mg/k

C. 小球運動到最低點時的加速度大小為2g

D. 小球運動到平衡位置動能大小為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,A、B是相同的白熾燈,L是自感系數很大、電阻可忽略的自感線圈.下面說法正確的是(

A. 閉合開關S時,A、B燈同時亮,且達到正常

B. 閉合開關S時,B燈比A燈先亮,最后一樣亮

C. 斷開開關S時,B燈立即滅,A燈慢慢熄滅

D. 斷開開關S時,A燈與B燈同時慢慢熄滅

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