【题目】如图所示,有两根足够长、不计电阻,相距L的平行光滑金属导轨cd、ef与水平面成θ角固定放置,底端接一阻值为R的电阻,在轨道平面内有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直轨道平面斜向上.现有一平行于ce、垂直于导轨、质量为m、电阻为r的金属杆ab,在沿轨道平面向上的恒定拉力F作用下,从底端ce由静止沿导轨向上运动,当ab杆速度达到稳定后,撤去拉力F,最后ab杆又沿轨道匀速回到ce端.已知ab杆向上和向下运动的最大速度相等.求:拉力F和杆ab最后回到ce端的速度v.
【答案】解:当ab杆沿导轨上滑达到最大速度v时,其受力如图所示:
由平衡条件可知:F﹣FB﹣mgsinθ=0 ①
又 FB=BIL ②
而 I= ③
联立①②③式得:F﹣ ﹣mgsinθ=0 ④
同理可得,ab杆沿导轨下滑达到最大速度时:mgsinθ﹣ =0 ⑤
联立④⑤两式解得:F=2mgsinθ,v=
答:拉力F为2mgsinθ,杆ab最后回到ce端的速度v为 .
【解析】当导体棒上滑达到最大速度时,受重力、拉力、支持力和安培力处于平衡,根据平衡条件和安培力公式列出表达式;杆下滑时达到最大速度时,受重力、支持力和安培力处于平衡,根据平衡列出表达式,联立两式解出最大速度和拉力F.
【考点精析】关于本题考查的电磁感应与电路和电磁感应与力学,需要了解用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向;画等效电路;运用全电路欧姆定律,串并联电路性质,电功率等公式联立求解;用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向;求回路中电流强度;分析研究导体受力情况(包含安培力,用左手定则确定其方向);列动力学方程或平衡方程求解才能得出正确答案.
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【题目】图示为珍藏于甘肃省博物馆的国宝级文物“马踏飞燕”,骏马单蹄稳稳地踏在飞燕上,其矫健的英姿和风驰电掣的神情,给人们丰富的想象力和感染力。下列说法正确的是
A. 若将“马踏飞燕”搬至低纬度的广州展出,则其所受重力变大
B. 若将“马踏飞燕”放在加速上升的电梯地板上,则其处于失重状态
C. 若将“马踏飞燕”放在水平地面上,则其对地面的压力和所受的重力是一对平衡力
D. 马之所以能单蹄稳稳地踏在飞燕上,是因为马和飞燕的重心在一条竖直线上
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【题目】有一内阻约为几十千欧的直流电压表,实验小组把多用电表开关拨至倍率×1k档,红黑表笔短接调零后,直接测量电压表电阻,两表显示如图,由图可知电压表电阻为_________Ω,此时加在电压表两端电压读数为_________V
实验小组利用该电压表继续进行电源电动势与内阻的测量,发现电源内阻很小,为了减少实验误差,则在实验电路图中S3应切换到_________端(选填a或b)。用正确连好的实验电路图进行实验,多次调节电阻箱R,读出多组电阻箱示数与对应的电压表示数U,根据测得的数据绘出如图所示的图线,已知电阻R1=3.8Ω,则电源电动势E=_________V内阻r=_________Ω。
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【题目】如图所示,水平放置的平行金属导轨左边接有电阻R,轨道所在处有竖直向下的匀强磁场,金属棒ab横跨导轨,它在外力的作用下向右匀速运动,速度为v.若将金属棒的运动速度变为2v,(除R外,其余电阻不计,导轨光滑)则( )
A.作用在ab上的外力应增大到原来的2倍
B.作用在ab上的外力应增大到原来的4倍
C.感应电动势将增大为原来的4倍
D.感应电动势将增大为原来的2倍
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【题目】如图所示,在倾角为的斜坡上有一人,前方有一动物沿斜坡匀速向下奔跑,速度,在二者相距时,此人以速度水平抛出一石块,打击动物,人和动物都可看成质点.(已知,sin37°=0.6,g=10m/s2)
(1)若动物在斜坡上被石块击中,求的大小?
(2)若动物在斜坡末端时,动物离人的高度,此人以速度水平抛出一石块打击动物,同时动物开始沿水平面运动,动物速度,动物在水平面上被石块击中的情况下,求速度的大小?
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【题目】在追寻科学家研究足迹的过程中,某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系,采用了如图甲所示的实验装置.
(1)实验时,该同学用钩码的重力表示小车受到的合力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为应该采取的措施是______.(填选项前的字母)
A.保证钩码的质量远小于小车的质量
B.选取打点计时器所打的第1点与第2点 间的距离约为2mm的纸带来处理数据
C.把长木板不带滑轮的一端适当垫高以平 衡摩擦力
D.必须先接通电源再释放小车
(2)如图乙所示是实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是连续的六个计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,相关计数点问的距离已在图中标出,测出小车的质量为M,钩码的总质量为m.从打B点到打E点的过程中,合力对小车做的功是 ,小车动能的增量是 (用题中所测各物理量的符号表示)
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【题目】如图所示,一个小孩坐在雪橇上,雪橇与地面间的动摩擦因数为=0.2,小孩和雪橇的总质量为m=40kg,大人用与水平方向成θ=37°角斜向上的力拉雪橇,拉力的大小F=100N.大人拉了20s后撤去拉力直到雪橇停止运动. (sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)求:
(1)雪橇在拉力的作用下运动的加速度的大小
(2)撤去拉力时雪橇的速度为多大
(3)撤去拉力后到停止运动过程中雪橇的加速度为多大
(4)雪橇在水平面上运动的总位移为多大.
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【题目】光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器.当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与合外力、质量关系,其 NQ是水平桌面,PQ是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出),间距为.小车上固定着用于挡光的窄片K,测得其宽度为d,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2.
(1)该实验中,在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时,需保持M m(填>或<或=或>>或<<),这样做的目的是 ;
(2)用测得的物理量x、d、t1和t2计算加速度的表达式为a = ;
(3)某位同学经过测量、计算得到如下表数据,请在图乙中作出小车加速度与所受合外力的关系图像.
组别 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
M/kg | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 |
F/N | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 | 0.35 | 0.40 |
a/m·s-2 | 0.13 | 0.17 | 0.26 | 0.34 | 0.43 | 0.51 | 0.59 |
(4)由图象可以看出,该实验存在着较大的误差,产生误差的主要原因是: .
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【题目】如图所示,平行板电容器充电后与电源断开,正极板接地,两板间有一个带负电的试探电荷固定在P点。静电计的金属球与电容器的负极板连接,外壳接地。以E表示两板间的场强,φ表示P点的电势,EP表示该试探电荷在P点的电势能,θ表示静电计指针的偏角。若保持负极板不动,将正极板缓慢向右平移一小段距离(静电计带电量可忽略不计),各物理量变化情况描述正确的是( )
A. E增大,φ降低,EP减小,θ增大
B. E不变,φ降低,EP增大,θ减小
C. E不变,φ升高,EP减小,θ减小
D. E减小,φ升高,EP减小,θ减小
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