【题目】在倾角θ=30°的斜面上,固定一金属框,宽l=0.25m,接入电动势E=12V、内阻不计的电池。垂直框面放置一根质量m=0.2kg的金属棒ab,它与框架间的动摩擦因数μ=,整个装置放在磁感应强度B=0.8T、垂直框面向上的匀强磁场中,如图所示。
(1)当调节滑动变阻器R的阻值为3Ω时,金属棒静止,求此时的摩擦力的大小和方向?
(2)当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在框架上?(框架与金属棒的电阻不计,g取10m/s2)
【答案】(1)摩擦力向上,大小为0.2N;(2)1.6Ω≤R≤4.8Ω
【解析】
(1)根据欧姆定律知流过ab的电流
受力分析知安培力沿斜面向上,F安=BIl=0.8×4×0.25N=0.8N
重力沿斜面的分力为mgsin30°=1N
由于安培力小于重力沿斜面的分力,故摩擦力向上,f=mgsin30°﹣F安=0.2N
(2)当滑动变阻器R取值较大,I较小时,安培力F较小,在金属棒重力的分力作用下金属棒有沿框面下滑的趋势,金属棒所受的静摩擦力框面向上,金属棒刚好不下滑时,满足平衡条件,则得:Bl+μmgcosθ﹣mgsinθ=0
代入数据解得:Rmax=4.8Ω
当安培力较大,摩擦力方向沿框面向下时:
Bl﹣μmgcosθ﹣mgsinθ=0
代入数据解得:Rmin=1.6Ω
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【题目】下图为简易多用电表的电路图图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6 是可变电阻,表头G为灵敏电流表,虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。
(1) 当换挡开关接1、2时为_______,接3时为________, 接 4、5时为________(选填“直流电压挡”、“直流电流挡”、“欧姆挡”)。
(2) 图中的B端与_____(填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(3) 有关欧姆档的使用,下面的叙述正确的是(______)
A. 测电阻前,要使红、黑表笔短接,调节电阻R6,使电表指针指在表盘右端“0Ω”位置
B. 测电阻时,指针偏转角度越大,待测电阻阻值越大
C. 测电阻时,调到电阻“x100Ω”档测量,指针偏转角度过小,应换“x10Ω”档
D. 测电阻时,换挡后应该重新将红、黑表笔短接,调节电阻R6,使电表指针指在表盘右端电阻“0Ω”位置
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【题目】如今极限运动滑板深受年轻人喜爱,如图所示,质量为m运动员开始站在高为h0的轨道底部,脚下有一滑板。脚踩滑板由静止开始运动,在轨道间来回滑动,表演着流畅的动作花样,最高点比轨道上边缘高h。从运动员开始到最高点的过程中,运动员身体中产生热量Q,克服各种摩擦力及空气阻力做功总为Wf,重力加速度为g,轨道底部水平,以下说法最合理的是( )
A. 在轨道底部与滑板一起加速阶段脚对滑板的摩擦力向前
B. 滑板对运动员做功至少为mg(h+ h0)+Q+Wf
C. 运动员体能消耗至少为mg(h+ h0)+Q+Wf
D. 此过程不遵循能量守恒定律
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【题目】如图所示,一个电量为+Q的点电荷甲,固定在绝缘水平面上的O点,另一个电量为-q、质量为m的点电荷乙从A点以初速度v0.沿它们的连线向甲运动,到B点时速度最小且为v.已知静电力常量为k,点电荷乙与水平面的动摩擦因数为μ,A、B间距离为L,则以下说法不正确的是
A.O、B间的距离为
B.从A到B的过程中,电场力对点电荷乙做的功为W=μmgL+ mv02-mv2
C.从A到B的过程中,电场力对点电荷乙做的功为W=μmgL+mv2-mv02
D.从A到B的过程中,两电荷的电势能一直减少
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【题目】在电子仪器中.常用两个阻值不同的电位器(可变电阻)调节电路中的电流,一个做粗调(电流改变量大)一个做细调(电流改变量小)现连成如图所示两种方式已知R1>R2,则( )
A. 串联时,R1做粗调 B. 串联时,R1做细调
C. 并联时,R1做粗调 D. 并联时,R1做细调
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【题目】如图所示的坐标平面内,y轴左侧存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小B1=0.20 T的匀强磁场,在y轴的右侧存在方向垂直纸面向里、宽度d=12.5 cm的匀强磁场B2,某时刻一质量m=2.0×10-8kg、电量q=+4.0×10-4C的带电微粒(重力可忽略不计),从x轴上坐标为(-0.25 m,0)的P点以速度v=2.0×103m/s沿y轴正方向运动.试求:
(1)微粒在y轴左侧磁场中运动的轨道半径;
(2)微粒第一次经过y轴时,速度方向与y轴正方向的夹角;
(3)要使微粒不能从右侧磁场边界飞出,B2应满足的条件.
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【题目】如图甲所示,在光滑水平面上有一质量为m1=1kg的足够长的木板,其上叠放一质量为m2=2kg的木块,木块和木板之间的动摩擦因数μ=0.5,假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平拉力F=3t (N),重力加速度大小g=10m/s2。
⑴求木块和木板相对静止一起运动的时间t1;
⑵通过计算,在图乙中利用已经给出的坐标数据,画出木板和木块的加速度随时间t变化的图象。(取水平拉力F的方向为正方向)
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【题目】如图甲所示,竖直面MN的左侧空间中存在竖直向上的匀强电场(上、下及左侧无边界)。一个质量为m、电荷量为q、可视为质点的带正电小球,以水平初速度沿PQ向右做直线运动若小球刚经过D点时(t=0),在电场所在空间叠加如图乙所示随时间周期性变化、垂直纸面向里的匀强磁场,使得小球再次通过D点时与PQ连线成角,已知D、Q间的距离为, 小于小球在磁场中做圆周运动的周期,忽略磁场变化造成的影响,重力加速度为g。求:
(1)电场强度E的大小
(2)与的比值
(3)小球过D点后做周期性运动。则当小球运动的周期最大时,求出此时磁感应强度及运动的最大周期的大小,并在图中画出此情形下小球运动一个周期的轨迹。
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【题目】如图所示,在直角坐标系xOy中的第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场,在第二、三、四象限存在垂直纸面向外的匀强磁场.电场强度和磁感应强度都未知。第一象限中坐标为(, )的P点由静止释放质量m、带电荷量为q(q>0)的粒子(不计重力),该粒子第一次经过x轴时速度为v0,第二次经过x轴时的位置坐标为(―,0),求:
(1)电场强度E和磁感应强度B的大小;
(2)粒子第三次经过x轴时的速度大小及方向.
(3)粒子第四次经过x轴时的位置坐标.
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