(08年潮阳一中模拟)(14分)如图所示,MNPQ是一个足够长的处于竖直平面内的固定的金属框架,框架的宽度为L,电阻忽略不计.ab是一根质量为m,有一定电阻的导体,能紧贴框架无摩擦下滑,整个框架平面处于垂直于框架平面的匀强磁场中,磁感强度为B.当单刀双掷开关S置于1位置时,导体ab恰好静止在框架的某一处.已知电源的电动势为e,内阻为r.
(1)匀强磁场的方向如何?
(2)当开关S置于2位置时,导体ab由静止开始下落,试分析ab下落运动的过程,并用所给的物理量表达ab在下落过程中的最大速度;
(3)ab达到最大速度的3/4时,其加速度大小是多大?此时ab两端的电压为多少?
(4)如果ab由静止开始下落到达到最大速度所用的时间为t,下落高度为h.试推导该过程中h和t应满足的不等式关系.
解析:
(1)磁场方向垂直纸面向内 (2分)
(2)S接1时, F=BIL=B=mg ① (2分)
S接2时,刚开始ab下落的加速度为g,接着加速运动,同时受重力和mg安培力F作用,由牛顿第二定律得:mg-F=ma
随着v增大,感应电动势增大,感应电流也增大,从而使F增大而导致加速度a减小,最终F和mg平衡,加速度a=0此后做匀速运动。(2分)
因而有:
② (1分)
由①得到R代入②整理后求得:vm= (1分)
(3)由②可知,当ab达到最大速的3/4时,安培力F= 3mg/4 ,因此有:
mg F=ma , a=g/4 (2分)
因外电阻为0, ab两端的电压(端电压)为0 (1分)
(4)作出ab运动过程的u-t图线:
ab初始加速度为g,即图线在原点的切线斜率为g。运动过程下落距离h即为图线曲线部分所包的“面积”,它介于图示“梯形面积”和“三角形面积”之间。故有:
, (2分)
(1分)
科目:高中物理 来源: 题型:
(08年潮阳一中模拟)( 10分)人们经常使用高压锅煮水或食物,高压锅有很好的密封性。使用高压锅时要在锅盖的排气孔上套一个专用限压阀,加热高压锅,锅内气体的压强增大到一定程度,气体就能把限压阀顶起来,部分气体即从排气孔排出。加热时水沸腾的温度会超过100oC,容易煮熟食物.在使用高压锅时规定:装入锅内的水及食品不能超过总容量的4/5,最好在2/3以下.不计气体体积的变化,请你运用已有的物理知识对下述问题作出说明和计算.
(1)说明上述规定所依据的物理原理是什么?
(2)如果限压阀的质量为m=100g,排气孔的截面积为8(mm)2,加热时锅内气体的最大压强可达多少?锅内沸水的最高温度是多少?已知液面上方气体压强每增加3.5×103 Pa,水的沸点相应升高1oC。外界大气压强为1.0×105Pa.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
(08年潮阳一中模拟)(10分)热水瓶是日常生活中的必需品,在使用中会出现许多物理现象,如①在给热水瓶灌水时,随着水位上升可以听到瓶内气柱发出的共鸣声音逐渐变化;②有时倒开水拔软木瓶塞时感觉到好象瓶塞被吸住了.请对以上两种现象运用物理知识作出说明和计算.
(1)说明①所描述的气柱逐渐变化的共鸣声音是怎样产生的?
(2)假设在②中瓶塞重力不计,瓶塞的横截面积为12 (cm)2,灌沸水后水面与瓶塞间留有少量100 oC的空气,当一段时间后瓶内密闭空气的温度下降到40 oC时,空气的体积约为原来的 1.05 倍,则拔出瓶塞的力要比塞进瓶塞时的力增大多少?设空气柱的质量不变,瓶塞的热膨胀不计,外界大气压强为1.0×105Pa.查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
(08年潮阳一中模拟)(10分)带帆的滑块质量为m=2kg,运动时帆所受的空气阻力与滑块的速度平方成正比,即f=Kv2。现让滑块沿倾角为q 0=37o 的斜面下滑时,恰能以大小为v=1m/s的速度匀速下滑。若将滑块放在倾角为q =53o的斜面上,则能加速下滑,滑块与两斜面间的动摩擦因数均为μ =0.25。 求:
(1)比例系数K;
(2)沿倾角为53o的斜面下滑速度为v为1m/s时的加速度;
(3)沿倾角为53o的斜面下滑时的最大速度。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
(08年潮阳一中模拟)(l2分)辨析题:表面光滑的正圆锥体,母线与轴线间夹角=37o,细线长L=1m,一端固定于圆锥顶点上的O点。当质量为m=1kg的小球以速率v= 3m/s绕圆锥轴线在水平面内作匀速圆周运动时,求绳子的张力T。
某同学求解思路如下:
先进行受力分析,小球受到重力G、绳子拉力T和锥体的弹力N,画出受力图,如图所示。由于小球绕锥体在水平面内作圆周运动,所以将这三个力沿水平方向和竖直方向进行分解,得到下面二个方程
①
②
将=37°、L=1m、m=1kg、v= 3m/s代入上面二式,可求得绳子的张力T。
问该同学的解题思路是否正确?若有错误请给出正确分析和解答。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
(08年潮阳一中模拟)(14分)在场强为E = 100 v/m的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板,在金属板的正上方,高为h = 0.8m处有一个小的放射源放在一端开口的铅盒内,如图所示。放射物以v0 = 200m/s的初速度向水平面以下各个方向均匀地释放质量为m = 2×10-15kg、电量为q = +10-12C的带电粒子.粒子最后落在金属板上.不计粒子重力,试求:
(1)粒子下落过程中电场力做的功;
(2)粒子打在板上时的动能;
(3)画出粒子大致的轨迹和最后落在金属板上所形成的图形;
(4)计算此图形面积的大小。
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com