【题目】如图所示,A、B间相距L=6.25 m的水平传送带在电机带动下始终以v=3 m/s的速度向左匀速运动,传送带B端正上方固定一挡板,挡板与传送带无限接近但未接触,传送带所在空间有水平向右的匀强电场,场强E=l×l06 N/C。现将一质量m=2 kg.电荷量q=l×10-5C的带正电绝缘小滑块轻放在传送带上A端。若滑块每次与挡板碰后都以原速率反方向弹回,已知滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.3,且滑块所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10 m/s2。求:
(1)滑块放上传送带后瞬间的加速度;
(2)滑块第一次反弹后能到达的距B端的最远距离;
(3)滑块做稳定的周期性运动后,电机相对于空载时增加的机械功率。
【答案】(1)a=2m/s2,方向水平向右;(2)3.25m;(3)18w
【解析】
试题分析:(l)滑块放上传送带后瞬间,受力如答图2所示
由牛顿第二定律有qE-mg=ma
代入数据解得a=2m/s2
方向水平向右
(2)设滑块第一次到达B点时速度为v1
由运动学规律有v12 =2aL
代入数据解得v1=5m/s
因v1>v,故滑块与挡板碰后将向左做匀减速直线运动,其加速度方向向右,大小设为a1
由牛顿第二定律有qE+mg=ma1
代入数据得a1=8 m/s2
设滑块与档板碰后至速度减为v经历的时间为t1,发生的位移为x1
由运动学规律有v=v1-a1t1,x1=v1t1- a1t12
代入数据得t1=0.25s,x1=1m
此后.摩擦力反向(水平向左),加速度大小又变为a.滑块继续向左减速直到速度为零,
设这段过程发生的位移为x2
由运动学规律有x2=
代入数据得x2=2.25m
当速度为零时,滑块离B最远,最远距离xm=x1+x2
代入数据解得,xm=3.25m
(3)分析可知.滑块逐次回到B点的速度将递减,但只要回到B点的速度大于v.滑块反弹后总要经历两个减速过程直至速度为零,因此滑块再次向B点返回时发生的位移不会小于x2,回到B点的速度不会小于v'==3m/s
所以,只有当滑块回到B点的速度减小到v=3m/s后,才会做稳定的周期性往返运动。在周期性往返运动过程中,滑块给传送带施加的摩擦力方向始终向右
所以,滑块做稳定的周期性运动后,电机相对于空载时增加的功率为P=mgv
代人数据解得P=18w
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【题目】如图,在“研究力的合成的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套.实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条.其中正确的是
A. 两根细绳必须等长
B. 橡皮条应与两绳夹角的角平分线在同一直线上
C. 在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
D. 保证两弹簧测力计示数相等
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【题目】用伏安法测量一电池的内阻,已知该待测电池的电动势E约为9V,内阻约数十欧,允许输出的最大电流为50mA,可选用的实验器材有:
电压表(量程5V);
电压表(量程10V);
电流表(量程50mA);
电流表(量程100mA);
滑动变阻器R(最大电阻300Ω);
定值电阻(阻值为200Ω,额定功率为W);
定值电阻(阻值为220Ω,额定功率为1W);
开关S;导线若干。
测量数据如下图坐标纸上U-I图线所示
(1)在下面虚线方框内画出合理的电路原图,并标明所选器材的符号。
(2)在设计的电路中,选择定值电阻的根据是__________________。
(3)由U-I图线求得待测电池的内阻为____________Ω。
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【题目】如图所示,横截面为正方形的玻璃砖ABDE处于真空中,其边长为d。现有与ABDE在同一平面内的单色细光束P经AB边中点O射入玻璃砖中。已知细光束与AB边成θ=30°夹角,玻璃砖的折射率n=,光在真空中的传播速度为c。不考虑光的多次反射,求:
(i)该光束从玻璃砖射出时,相对入射光束P的偏向角(出射方向与入射方向间的夹角);
(ii)该光束在玻璃中的传播时间。
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【题目】如图所示,一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与圆环在同一竖直面内,当通电直导线中电流增大时,弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将 ( )
A. S减小,l变长
B. S减小,l变短
C. S增大,l变短
D. S增大,l变长
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【题目】在“验证机械能守恒定律”的实验中,有如下器材:
A.电磁打点计时器、复写纸、纸带
B.低压交流电源
C.天平(附砝码)
D.铁架台
E.重锤
F.秒表
G.刻度尺
其中不必要的有________ (填器材前面的字母)。
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【题目】如图甲所示,光滑水平面上放置斜面体ABC,AB与BC圆滑连接,AB表面粗糙且水平(长度足够长),倾斜部分BC表面光滑,与水平面的夹角。在斜面体右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器,规定力传感器受压时,其示数为正值;力传感器被拉时,其示数为负值。一个可视为质点的滑块从斜面体的C点由静止开始下滑,运动过程中,力传感器记录到力F和时间的关系如图乙所示。
(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2),求:
(1)斜面体倾斜部分BC的长度
(2)滑块的质量
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【题目】如图所示,倾斜角θ=30°的光滑倾斜导体轨道(足够长)与光滑水平导体轨道连接.轨道宽度均为L=1m,电阻忽略不计.匀强磁场I仅分布在水平轨道平面所在区域,方向水平向右,大小B1=1T;匀强磁场II仅分布在倾斜轨道平面所在区域,方向垂直于倾斜轨道平面向下,大小B2=1T.现将两质量均为m=0.2kg,电阻均为R=0.5Ω的相同导体棒ab和cd,垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上,并同时由静止释放.取g=10m/s2.
(1)求导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小;
(2)若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中,ab棒产生的焦耳热Q=0.45J,求该过程中通过cd棒横截面的电荷量;
(3)若已知cd棒开始运动时距水平轨道高度h=10m,cd棒由静止释放后,为使cd棒中无感应电流,可让磁场Ⅱ的磁感应强度随时间变化,将cd棒开始运动的时刻记为t=0,此时磁场Ⅱ的磁感应强度为B0=1T,试求cd棒在倾斜轨道上下滑的这段时间内,磁场Ⅱ的磁感应强度B随时间t变化的关系式.
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【题目】如图所示,两平行光滑的金属导轨MN、PQ固定在水平面上,相距为L,处于竖直向下的磁场中,整个磁场由n个宽度皆为x0的条形匀强磁场区域1、2、3、…、n组成,从左向右依次排列,磁感应强度大小分别为B、2B、3B、…、nB,两导轨左端MP间接入电阻R,金属棒ab垂直放在水平导轨上,且与导轨接触良好,不计导轨和金属棒的电阻.若在不同的磁场区对金属棒施加不同的拉力,使棒ab以恒定速度v向右匀速运动.取金属棒图示位置(即磁场1区左侧)为x=0,则通过棒ab的电流i、对棒施加的拉力F随位移x变化的图象是()
A. A B. B C. C D. D
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