【题目】如图所示,两根平行的光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上,左端向上弯曲,导轨间距为L,电阻不计。水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B。导体棒a与b的质量均为m,电阻值分别为Ra=R,Rb=2R。b棒放置在水平导轨上足够远处,a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放。运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直,重力加速度为g。
(1)求a棒刚进入磁场时受到的安培力的大小和方向;
(2)求最终稳定时两棒的速度大小;
(3)从a棒开始下落到最终稳定的过程中,求b棒上产生的内能。
【答案】(1) 方向水平向左;(2)(3)。
【解析】
试题分析:(1)设a棒刚进入磁场时的速度为v,从开始下落到进入磁场
根据机械能守恒定律 (1分)
a棒切割磁感线产生感应电动势E = BLv (1分)
根据闭合电路欧姆定律 (1分)
a棒受到的安培力F = BIL(1分)
联立以上各式解得 方向水平向左(1分)
(注:或方向与速度方向相反。若方向错或没答方向均扣1分)
(2)设两棒最后稳定时的速度为v ′,
从a棒开始下落到两棒速度达到稳定,它们之间存在相互作用力,根据水平方向的动量守恒得
mv = 2m v ′(2分)
解得(1分)
(3)设a棒产生的内能为Ea ,b棒产生的内能为Eb
根据能量守恒定律 (1分)
两棒串联内能与电阻成正比 Eb = 2Ea(1分)
解得(1分)
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【题目】一足够长传送带与水平面的夹角为θ,物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连,如图所示.开始时,a、b及传送带均静止,且mb>masinθ.现使传送带顺时针匀速转动,则运动(物块未与滑轮相碰)过程中
A. 一段时间后物块a可能匀速运动
B. 一段时间后,摩擦力对物块a可能做负功
C. 开始的一段时间内,重力对a做功的功率大于重力对b做功的功率
D. 摩擦力对a、b组成的系统做的功等于a、b机械能的增量
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【题目】质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点,如图,绳a与水平方向成θ角,绳b在水平方向且长为l,当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
A. b绳拉力不可能为零
B. a绳的拉力随角速度的增大而增大
C. 当角速度,b绳将出现拉力
D. 若b绳突然被剪断,则a绳的拉力一定发生变化
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【题目】如图所示,质量为M足够长的斜面体始终静止在水平地面上,有一个质量为m的小物块在受到沿斜面向下的力F的作用下,沿斜面匀加速下滑,此过程中斜面体与地面的摩擦力为零。已知重力加速度为g,则下列说法正确的是 ( )
A. 斜面体对地面的压力大小小于(m+M)g
B. 斜面体给小物块的作用力大小小于mg
C. 若将力F撤掉,小物块将匀速下滑
D. 若将力F的方向突然改为竖直向下,小物块仍做加速运动
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【题目】“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图的甲或乙方案来进行。
(1)比较这两种方案,_____(选填“甲”或“乙”)方案好些。
(2)下图是某种方案得到的一条纸带,测得每两个计数点间距离如图,已知每两个计数点之间的时间间隔T=0.1s,物体运动的加速度a=____m/s2(保留3位有效数字);该纸带是采用____(选填“甲”或“乙”)实验方案得到的。
(3)如图是采用甲方案时得到的一条纸带,在计算图中N点速度时,几位同学分别用下列不同的方法进行,其中正确的是(____)
A.vN=gnT B. vN=g(n-1)T C. D.
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【题目】物理学家通过对实验的深入观察和研究,获得正确的科学认知,推动物理学的发展,下列说法符合事实的是( )
A. 库仑通过一系列实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论
B. 查德威克用α粒子轰击获得反冲核,发现了中子
C. 贝克勒尔发现的天然放射性向下,说明原子核有复杂结构
D. 波尔利用氢原子能级量子化解释了氢原子光谱,从而创建了量子力学
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【题目】某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系,将连接滑块的细绳、力传感器和动滑轮之前的细绳、定滑轮和动滑轮之间的细绳均调为水平,通过调节气垫导轨下的螺母使气垫导轨水平,打开气源,将滑块由静止释放,用刻度尺量出两光电门之间的距离和滑块的宽度,并记录滑块经过两光电门的时间。
根据以上的操作回答下列问题:
(1)本实验中钩码的质量________(填“需要”或“不需要”)远小于滑块的质量。
(2)在探究加速度与外力的关系时,传感器的示数记为F,通过运动学公式计算出滑块的加速度a,改变钩码的质量,依次记录传感器的示数并求出所对应的加速度大小,则下列四个a-F图像中能正确反映加速度a与传感器的示数F之间规律的是________。
(3)已知第(2)问中正确图像中的直线部分的斜率大小为k,则该滑块的质量为__________。
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【题目】如图所示,在月球椭圆轨道上,已关闭动力的探月卫星在月球引力作用下向月球靠近,并将在B处变轨进入半径为 r、周期为T的环月轨道运行,已知万有引力常量为G。下列说法中正确的是
A. 在椭圆轨道上,月球对探月卫星的引力不做功
B. 由题中条件可以B算出探月卫星所受到的月球引力
C. 由题中条件可以算出月球的质量
D. 探月卫星在B处变轨进入环月轨道时必须点火减速
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【题目】改变汽车的质量和速度,都能使汽车的动能发生变化,在下面几种情况中,汽车的动能是原来的2倍的是( )
A. 质量不变,速度变为原来的2倍
B. 质量和速度都变为原来的2倍
C. 质量减半,速度变为原来的2倍
D. 质量变为原来2倍,速度减半
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