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【題目】如圖所示,兩足夠長平行光滑的金屬導軌MN、PQ相距為L,導軌平面與水平面夾角α=30°,導軌電阻不計.磁感應強度為B的勻強磁場垂直導軌平面向上,長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上,且始終與導軌接觸良好,金屬棒的質量為m、電阻為R.兩金屬導軌的上端連接右端電路,燈泡的電阻RL=4R,定值電阻R1=2R,電阻箱電阻調到使R2=12R,重力加速度為g,現將金屬棒由靜止釋放,試求:

(1)金屬棒下滑的最大速度為多大?

(2)當金屬棒下滑距離為S0時速度恰好達到最大,求金屬棒由靜止開始下滑2S0的過程中,整個電路產生的焦耳熱Q?

【答案】(1) (2)

【解析】

16.解:(1)當金屬棒勻速下滑時速度最大,設最大速度為vm,達到最大時則有

mgsinθ=F1分)FILB1分)  1分)

其中R6R 1分)所以mgsinθ=1分)

解得最大速度1分)

2R2上消耗的功率1分)

其中1分)1分)

解以上方程組可得1分)

時,R2消耗的功率最大 (1分)最大功率

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一個同學要研究輕質彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關系,進行了如下實驗:在離地面高度為h的光滑水平桌面上,沿著與桌子邊緣垂直的方向放置一輕質彈簧,其左端固定,右端與質量為m的一個小鋼球接觸。當彈簧處于自然長度時,小鋼球恰好在桌子邊緣,如圖所示。讓鋼球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放,使鋼球沿水平方向射出桌面,小鋼球在空中飛行后落在水平地面上,水平距離為s。

(1)小剛球離開桌面時的速度大小為v=________,彈簧的彈性勢能Ep與小鋼球質量m、

桌面離地面高度h、小鋼球飛行的水平距離s等物理量之間的關系式為Ep=________

(2)彈簧的壓縮量x與對應的鋼球在空中飛行的水平距離s的實驗數據如下表所示:

彈簧的壓縮量x (cm)

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

小鋼球飛行的水平距離s (m)

2.01

3.00

4.01

4.96

6.01

7.00

由實驗數據,可確定彈性勢能Ep與彈簧的壓縮量x的關系為_________________(式中k為比例系數)

A.Ep=kx B. Ep=k C. Ep=kx2 D. Ep=k

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【題目】如圖所示,平行板電容器與電動勢為E的直流電源(內阻不計〉連接,下極板接地,靜電計所帶電荷量很少,可被忽略。一帶負電油滴靜止于電容器中的P點,F將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離,則下列判斷錯誤的是:

A. 靜電計指針張角不變

B. P點的電勢將降低

C. 帶電油滴靜止不動

D. 若先將上極板與電源正扱的導線斷開,再將下極板向上移動一小段距離,則帶電油滴靜止不動。

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【題目】滾筒式靜電分選器由料斗A,導板B,導體滾筒C,刮板D,料槽E、F和放電針G等部件組成,C與G分別接于直流高壓電源的正、負極,并令C接地,如圖所示,電源電壓很高,足以使放電針G附近的空氣發生電離并產生大量離子,F在導電性能不同的兩種物質粉粒a、b混合物從料斗A下落,沿導板B到達轉動的滾筒C上,粉粒a具有良好的導電性,粉粒b具有良好的絕緣性,下列說法正確的是

A粉粒a落入料槽F,粉粒b落入料槽E

B粉粒b落入斜槽F,粉粒a落入料槽E

C若滾筒C不接地而放電針G接地,實際工作中,這是不允許的

D若滾C不接地而放電針G接地,實際工作中,這是允許的

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【題目】粒鋼珠從靜止狀態開始自由下落,然后陷入泥潭中靜止.若把在空中下落的過程稱為過程Ⅰ,進入泥潭直到停止的過程稱為過程Ⅱ, 不計空氣阻力,則( )

A. 過程中的鋼珠動量的改變量的大小大于過程中合力的沖量的大小

B. 過程中合力的沖量的大小等于過程中重力沖量的大小

C. 過程中鋼珠克服阻力所做的功等于過程中重力做功

D. 過程中的鋼珠動量的改變量小于過程中鋼珠的重力的沖量

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【題目】12分)上海到南京的列車已迎來第五次大提速,速度達到v1180km/h。為確保安全,在鐵路與公路交叉的道口處需裝有自動信號燈。當列車還有一段距離才能到達公路道口時,道口應亮起紅燈,警告未越過停車線的汽車迅速制動,已越過停車線的汽車趕快通過。如果汽車通過道口的速度v236km/h,停車線至道口欄木的距離x05m,道口寬度x26m,汽車長l15m(如圖所示),并把火車和汽車的運動都看成勻速直線運動。問:列車離道口的距離L為多少時亮紅燈,才能確保已越過停車線的汽車安全駛過道口?

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【題目】某同學用如圖所示的裝置做驗證動量守恒定律實驗,其中斜槽軌道末端切線水平,O點是軌道末端在記錄紙上的豎直投影點。 實驗主要步驟如下:

①讓 a 球從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始運動,落在位于水平地面上的記錄紙上。重復這一操作 10 ,找出 a 球的平均落地點位置 P。

②把同樣大小的 b 球靜止放置在斜槽軌道末端,a 球仍從原固定點由靜止釋 , b 球相碰后,兩球均落在記錄紙上。重復這一操作 10 ,找出 a、b 球的平均落地點位置 M、N。

(1)本實驗必須測量的物理量有___

A. 小球 a、b 的質量 ma、mb

B.斜槽軌道末端到水平地面的高度 H

C.小球 ab離開斜槽軌道末端后平拋運動的時間 t

D.記錄紙上 O 點到 P、M、N 各點的距離 x2、x1、x3

E.a 球的固定釋放點到斜槽軌道末端的高度差h

(2)根據實驗要求,ma____mb (大于”“小于等于”)

(3)若兩球碰撞前后動量守恒,其表達式可表示為___(用(1)中測量的物理量表示)

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【題目】如圖所示為一真空示波管的示意圖,電子從燈絲K發出初速度可忽略不計,經燈絲與A板間的電壓加速,從A板中心孔沿中心線KO射出,然后進入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉電場中偏轉電場可視為勻強電場,電子進入MN間電場時的速度與電場方向垂直,電子經過偏轉電場后打在熒光屏上的P已知M、N兩板間的電壓為兩板間的距離為d,板長為L,電子的質量為m,電荷量為e,不計電子受到的重力及它們之間的相互作用力.

求電子穿過A板時速度的大小;

求電子從偏轉電場射出時的側移量y;

若要使電子打在熒光屏上P點的上方,應使M、N兩板間的電壓增大還是減小?

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【題目】如圖所示為某探究活動小組設計的節能運輸系統.斜面軌道傾角為30,質量為M的木箱與軌道的動摩擦因數為.木箱在軌道頂端時,自動裝貨裝置將質量為m的貨物裝入木箱,然后木箱載著貨物沿軌道無初速度滑下,當輕彈簧被壓縮至最短時,自動卸貨裝置立刻將貨物卸下,然后木箱恰好被彈回到軌道頂端,再重復上述過程,下列選項正確的是

A. m=M

B. m=2M

C. 木箱不與彈簧接觸時,上滑的加速度大于下滑的加速度

D. 在木箱與貨物從頂端滑到最低點的過程中,減少的重力勢能全部轉化為彈簧的彈性勢能

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