【题目】如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角α=37°,整个金属导轨处在磁感应强度B=1T、方向垂直于水平面向上的竖直匀强磁场中.金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源.现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒处于静止状态.导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2 . 已知sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,求:
(1)通过导体棒的电流;
(2)导体棒受到的安培力大小;
(3)导体棒受到的摩擦力.
【答案】
(1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路,根据闭合电路欧姆定律有:
I= =
=1.5A
答:通过导体棒的电流1.5A;
(2)解:导体棒受到的安培力:
F安=BIL=1×0.4×1.5N=0.6N
答:导体棒受到的安培力的大小为0.60N;
(3)解:导体棒所受重力沿斜面向下的分力为:F1=mg sin37°=0.24N
由于F1小于安培力沿斜面方向的分力,故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f,根据共点力平衡条件有:
mgsin37°+f=F安cos37°
解得:f=0.24N.
答:导体棒受到的摩擦力的大小为0.24N,方向沿斜面向下.
【解析】(1、2)根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小.根据安培力的公式F=BIL求出安培力的大小,根据左手定则确定安培力的方向.(2)导体棒受重力、支持力、安培力、摩擦力处于平衡,根据共点力平衡求出摩擦力的大小和方向.
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【题目】利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律.在图(a)中,气垫导轨上有A、B两个滑块,滑块A右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间.
实验测得滑块A质量m1=0.310kg,滑块B的质量m2=0.108kg,遮光片的宽度d=1.00cm;打点计时器所用的交流电的频率为f=50Hz.将光电门固定在滑块B的右侧,启动打点计时器,给滑块A一向右的初速度,使它与B相碰;碰后光电计时器显示的时间为△tB=3.500ms,碰撞前后打出的纸带如图(b)所示.
若实验允许的相对误差绝对值(| |×100%)最大为5%,本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律?写出运算过程.
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【题目】半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面积如图所示,O点为圆心,OO′与直径AB的垂直.足够大的光屏CD紧靠在玻璃砖的左侧且与AB垂直.一光束沿半径方向与OO′成 θ=30°射向O点,光屏CD区域出现两个光斑,两光斑间的距离为( +1)R.求:
(1)此玻璃的折射率
(2)当θ变为多大时,两光斑恰好变为一个.
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【题目】为了缓解高三学生学习压力,学校往往会在高考前夕举行拔河比赛,帮助学生释放压力,激情迎考,如图所示。为了分析问题的方便,我们把拔河比赛简化为两个人拔河,如果绳质量不计,且保持水平,甲、乙两人在“拔河”比赛中甲获胜,则下列说法中正确的是( )
A. 甲对乙的拉力始终大于乙对甲的拉力
B. 甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
C. 只有当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力大小才等于乙对甲的拉力大小
D. 甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力
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【题目】一列简谐横波在x轴上传播,某时刻的波形图如图所示,图中每小格代表1m,a、b、c为三个质点,a正向上运动.由此可知( )
A.该波沿x 轴正方向传播
B.c正向上运动
C.该时刻以后,b比c先到达平衡位置
D.该时刻以后,b比c先到达离平衡位置最远处
E.a质点振动一个周期,波传播的距离为8m
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【题目】2018年我国发射嫦娥四号,将首次实现人类探测器在月球背面的软着陆.地球表面的重力加速度是月球表面重力加速度的6倍,地球半径为月球半径的4倍,则地球和月球的密度之比为( )
A.1.5
B.4
C.6
D.24
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【题目】某质点运动的位移﹣﹣时间图象如图所示,下面说法正确的是( )
A. 质点在0~1s.2~4s做加速运动,1~2s做匀速运动
B. 质点在0~1s.2~4s做匀速运动,1~2s静止
C. 质点在0~4s内离初始位置越来越远
D. 质点在0~1s的速度大于2~4s内的速度
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【题目】空间有一均匀强电场,在电场中建立如图所示的直角坐标系O﹣xyz,M、N、P为电场中的三个点,M点的坐标(0,a,0),N点的坐标为(a,0,0),P点的坐标为(a, ,
).已知电场方向平行于直线MN,M点电势为0,N点电势为1V,则P点的电势为( )
A.
V
B.
V
C.
V
D.
V
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【题目】在光滑的水平地面上方,有两个磁感应强度大小均为B,方向相反的水平匀强磁场,如图所示的PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大.一个半径为a、质量为m、电阻为R的金属圆环垂直磁场方向,以速度v从如图位置运动,当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时,圆环的速度为 v,则下列说法正确的是( )
A.此时圆环中的电功率为
B.此时圆环的加速度为
C.此过程中通过圆环截面的电量为
D.此过程中回路产生的电能为0.75mv2
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