【题目】如图所示,AD与A1D1为水平放置的无限长平行金属导轨,DC与D1C1为倾角为的平行金属导轨,两组导轨的间距均为l=1.5m,导轨电阻忽略不计.质量为m1=0.35kg、电阻为R1=1的导体棒ab置于倾斜导轨上,质量为m2=0.4kg、电阻为R2=0.5的导体棒cd置于水平导轨上,轻质细绳跨过光滑滑轮一端与cd的中点相连、另一端悬挂一轻质挂钩.导体棒ab、cd与导轨间的动摩擦因数相同,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=2T.初始时刻,棒ab在倾斜导轨上恰好不下滑.(g取10m/s2,sin=0.6)
(1)求导体棒与导轨间的动摩擦因数;
(2)在轻质挂钩上挂上物体P,细绳处于拉伸状态,将物体P与导体棒cd同时由静止释放,当P的质量不超过多大时,ab始终处于静止状态?(导体棒cd运动过程中,ab、cd一直与DD1平行,且没有与滑轮相碰.)
(3)若P的质量取第(2)问中的最大值,由静止释放开始计时,当t=1s时cd已经处于匀速直线运动状态,求在这1s内ab上产生的焦耳热为多少?
【答案】(1) (2)1.5kg (3)8.4J
【解析】(1)对ab棒,由平衡条件得
解得(或0.75)
(2)当P的质量最大时,P和cd的运动达到稳定时,P和cd一起做匀速直线运动,ab处于静止状态,但摩擦力达到最大且沿斜面向下。设此时电路中的电流为I
对ab棒,由平衡条件得
沿斜面方向:
垂直于斜面方向:
或水平方向:
竖直方向:
对cd棒,设绳中的张力为T,由平衡条件得
对P,由平衡条件得
联立以上各式得:
故当P的质量不超过1.5Kg时,ab始终处于静止状态
(3)设P匀速运动的速度为v,由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得Blv=I(R1+R2)
得v=2m/s)
对P、棒cd,由牛顿第二定律得
两边同时乘以,并累加求和,可得
解得m
对P、ab棒和cd棒,由能量守恒定律得,解得
在这1s内ab棒上产生的焦耳热为
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【题目】如图所示,开口向上竖直放置的内壁光滑绝热气缸,气缸下面有加热装置。开始时整个装置处于平衡状态,缸内理想气体Ⅰ、Ⅱ两部分高度均为,温度比为。已知话塞A导热、B绝热,A、B质量均为m、横截面积为S,外界大气强为保持不变,环境温度保持不变。现对气体Ⅱ缓慢加热,当A上开h时停止加热,求:
①此时气体的温度;
②若在活塞A上逐渐添加铁砂,当铁砂质量等于m时,气体Ⅰ的高度。
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【题目】图示为氢原子的能级图,现有大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁,并辐射出光子。下列说法正确的是
A. 该群氢原子向低能级跃迁时,最多可能辐射出6种不同频率的光
B. 该群氢原子向低能级跃迁时,辐射出光子能量的最大值为0.85eV
C. 该群氢原子由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光频率最高
D. 若由n=3能级跃迁到n=2能级产生的光能使某种金属逸出光电子,则由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光也一定能使该种金属逸出光电子
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【题目】如图所示,空间区域I、II有匀强电场和匀强磁场,MN、PQ为理想边界,I区域竖直方向的宽度为d,Ⅱ区域竖直方向的宽度足够大.匀强电场方向竖直向上,Ⅰ、Ⅱ区域的磁感应强度大小均为B、方向分别水平向里和向外.一个质量为m,电何量为q的带电小球从磁场上方的O点由静止开始下落,进入复合场后,恰能做匀速圆周运动.已知重力加速度为g.
(1)试判断小球的电性,并求出电场强度E的大小;
(2)若带电小球运动一定时间后恰能回到O点,求它下落时距MN的高度h;
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【题目】如图所示,质量分布均匀、半径为R的光滑半圆形金属槽,静止在光滑的水平面上,左边紧靠竖直墙壁。一质量为m的小球从距金属槽上端R处由静止下落,恰好与金属槽左端相切进入槽内,且刚好能到达金属槽右端最高点,重力加速度为g,不计空气阻力。求:
(1)小球第一次到达最低点时对金属槽的压力大小;
(2)整个过程竖直墙壁对金属槽的冲量和金属槽的质量大小。
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【题目】如图所示,质量相等的三个物块A、B、C,A与天花板之间、B与C之间均用轻弹簧相连,A与B之间用细绳相连,当系统静止后,突然剪断A、B间的细绳,则此瞬间A、B、C的加速度分别为(取向下为正)( )
A. -g、2g、0 B. -2g、2g、0 C. 0、2g、0 D. -2g、g、g
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【题目】如图,甲是录音机录音电路原理图,乙是研究自感现象实验电路图,丙是光电传感火灾报警器的部分电路图,丁图是电容式话筒电路原理图,下列说法正确的是( )
A.甲图中录音机录音时,由于话筒的声电转换,线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场
B.乙图电路开关断开瞬间,灯泡会突然闪亮一下,并在开关处产生电火花
C.丙图电路中,当有烟雾进入罩内时,光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射,表现出电阻的变化
D.丁图电路中,根据电磁感应的原理,声波的振动会在电路中产生变化的电流
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【题目】如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈,与滑动变阻器、电池构成闭合电路,a、b、c为三个闭合金属圆环,假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内,则当滑动变阻器的滑片左、右滑动时,能产生感应电流的金属圆环是( )
A. .a、b、c三个环
B. b、c两个环
C. a、c两个环
D. a、b两个环
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【题目】如图(甲)为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′按如图所示方向匀速转动,线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=90 Ω,与R并联的交流电压表为理想电表。 在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图(乙)所示正弦规律变化。(取π=3.14) 求:
(1)交流发电机产生的电动势的最大值;
(2)从t=0时刻开始计时,线圈转过600时线圈中感应电流瞬时值及回路中的电流方向;
(3)电路中交流电压表的示数;
(4)线圈从图示位置转过90°过程中,通过线圈的电量和整个回路的焦耳热。
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