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【题目】如图所示,两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,顶部接有一阻值R=3Ω的定值电阻,下端开口,轨道间距L=1 m。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上。质量m=1kg的金属棒ab置于导轨上,ab在导轨之间的电阻r=1Ω,电路中其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨,且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2

(1)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm

(2)求金属棒ab沿导轨向下运动过程中,电阻R上的最大电功率PR

(3)若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中,电阻R上产生的焦耳热总共为1.5J,求流过电阻R的总电荷量q。

【答案】(1)(2)(3)1C。

【解析】

试题(1)金属棒由静止释放后,沿斜面做变加速运动,加速度不断减小,当加速度为零时有最大速度vm

由牛顿第二定律

解得

(2) 金属棒以最大速度vm匀速运动时,电阻R上的电功率最大,此时

③④⑤解得:

(3)设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中,沿导轨下滑距离为x

由能量守恒定律:

根据焦耳定律

解得 根据

解得

说明:其他方法正确同样给分

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限的半径R=h的圆形区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,圆与xy坐标轴切于DA两点,y0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从电场中Q-2h-h)点以速度v0水平向右射出,从坐标原点O射入第Ⅰ象限,与水平方向夹角为α,经磁场能以垂直于x轴的方向从D点射入电场。不计粒子的重力,求:

1)电场强度E的大小以及α的正切值

2)磁感应强度B的大小

3)带电粒子从Q点运动到最终射出磁场的时间t

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【题目】一列简谐横波沿 x 轴正向传播,某时刻的波形图如图所示。已知 A 点相继出现两个波峰的时间间隔为 0.2 s,该波的波速为______m/s;如果从图示时刻开始计时,在t0.1 s 时,x0.5 m 处的质点的振动方向沿______方向; x2 m 的质点经过______第一次到达波谷。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某同学做描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验,实验室提供的器材有:

A.小灯泡 L(额定电压 3.8 V,额定电流0.32 A);

B.电压表 V(量程 3 V,内阻 3 kΩ);

C.电流表 A(量程 0.5 A,内阻 0.5 Ω);

D.定值电阻 R。(阻值 1 000 Ω);

E.滑动变阻器 R(阻值 0~9.0 Ω);

F.电源 E(电动势 5 V,内阻不计);

J.开关 S;导线若干。

(1)实验要求能够实现在 0~3.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量,在下面虚线框中画出实验电路原理图

____________

(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图所示。

由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻_________(填增大”“不变减小”),灯丝的电阻率__________(填增大”“不变减小”)。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】在“用油膜法估测分子大小”的实验中,油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL,现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加了1mL,若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成油膜。这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜可视为单分子油膜,这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。已知图中油酸膜的面积大约为4.2×10-2m2;每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是__m3;根据上述数据,估测出油酸分子的直径大约是___ m。(计算结果均保留两位有效数字)

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【题目】如图所示,水平面内有两条平行金属导轨,金属棒垂直放置在导轨上,竖直向下的匀强磁场与导轨平面垂直。某时刻,使金属棒以 v0=2 m/s 的初速度开始向右运动,与此同时金属棒还受到一个外力 F 的作用,使得金属棒在磁场中先匀减速,再反向匀加速回到出发点。已知外力 F 与金属棒垂直、与导轨在同一平面内。金属棒减速、加速运动的加速度均为 2 m/s2,金属棒与导轨间的动摩擦因数为 0.2,金属棒质量 0.1 kg、电阻 0.2 Ω,磁感应强度为 1.0 T,导轨间距为 0.2 m,与导轨相连的电阻阻值为 0.3 Ω。其余电阻均不计

(1)金属棒减速过程中运动的距离和时间。

(2)金属棒减速、加速过程中外力 F 的大小随时间变化的关系。

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【题目】如下图所示,一个截面为四分之一圆的棱柱状透明体镶嵌在挡光板上,O为圆心。一束光线与挡板成 α= 450 射到半径 ON 上。已知透明体的折射率 n,求:

i)光线ON面上进入透明体的折射角;

ii)光线进入透明体后有一部分能直接从曲面 MN 上射出,计算射出范围的边界与 O点的夹角。

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【题目】利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域.如图所示是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方向的流I,C、D两侧面会形成电势差,该电势差可以反映磁感应强度B的强弱,则下列说法中正确的是

A.若元件的载流子是正离子,则C侧面电势高于D侧面电势

B.若元件的载流子是自由电子,则D侧面电势高于C侧面电势

C.在测地球北极上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平

D.在测地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平

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【题目】探究加速度与力、质量的关系的实验装置如图所示. 在实验中以下做法正确的是(  )

A. 平衡摩擦力时小车后面不需要固定纸带

B. 小车的质量应远大于砝码和砝码盘的质量

C. 实验时先放开小车再接通打点计时器电源

D. 每次改变小车的质量时均需重新平衡摩擦力

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同步练习册答案