【题目】两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上,导轨底端接有电阻R=8Ω,导轨自身电阻忽略不计.匀强磁场垂直于斜面向上,磁感强度B=0.5T.质量为m=0.1kg,电阻r=2Ω的金属棒ab由静止释放,沿导轨下滑.如图所示,设导轨足够长,导轨宽度L=2m,金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好,当金属棒下滑h=3m时,速度恰好达到最大速度2m/s,求此过程中电阻R上产生的热量?(g取10m/s2)
【答案】此过程中电阻上产生的热量是0.8J
【解析】
试题分析:当金属棒匀速下滑时,速度达到最大,由欧姆定律、法拉第定律和安培力公式推导出安培力表达式,根据平衡条件求出摩擦力.根据能量守恒定律求出电阻上产生的热量.
解:由E=BLv,I=,F=BIL得安培力F=
设金属棒下滑过程所受摩擦力大小为f,则由平衡条件得到
mgsin30°=f+F
联立得f=mgsin30°﹣=0.1×10×0.5﹣=0.3N
在金属棒ab静止释放到速度刚达到最大的过程中,金属棒的重力转化为金属棒的动能、焦耳热和摩擦生热,根据能量守恒定律得
电路中产生的焦耳热为 Q=mgh﹣f﹣
代入解得,Q=1J
则电阻R上产生的热量为 QR=Q=1J=0.8J
答:此过程中电阻上产生的热量是0.8J.
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【题目】如图所示,匀强磁场宽L=m,磁感应强度大小B=l.67×10-3T,方向垂直纸面向里,一质子以水平速度v=6×105m/s垂直磁场边界从小孔C射入磁场,打到照相底片上的A点.已知质子的质量m=1.67×10-27kg,带电荷量e=1.6×10 -19C.不计质子的重力.求:
(1)质子在磁场中运动的轨迹半径r;
(2)A点距入射线方向上的O点的距离H;
(3)质子从C孔射入到A点所需的时间。
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【题目】宇宙中两颗靠得比较近的恒星,只受到彼此之间的万有引力互相绕转,称之为双星系统,设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动,如图所示。若AO>OB,则( )
A. 星球A的角速度一定大于B的角速度
B. 星球A的质量一定小于B的质量
C. 若双星间距离一定,双星的总质量越大,其转动周期越大
D. 若双星的质量一定,双星之间的距离越大,其转动周期越大
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【题目】如图a所示,小物体从竖直弹簧上方离地高h1处由静止释放,其动能Ek与离地高度h的关系如图b所示.其中高度从h1下降到h2,图象为直线,其余部分为曲线,h3对应图象的最高点,轻弹簧劲度系数为k,小物体质量为m,重力加速度为g。以下说法正确的是( )
A. 小物体下降至高度h3时,弹簧形变量为0
B. 小物体下落至高度h5时,加速度为0
C. 小物体从高度h2下降到h4,弹簧的弹性势能增加了
D. 小物体从高度h1下降到h5,弹簧的最大弹性势能为
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【题目】如图所示,在第一象限内,有一垂直纸面向里的匀强磁场(磁场足够大),磁感应强度为B,一对正负电子(正电子是带正电,电子带负电) 先后从。点沿纸面以相同速度v射入磁场中,速度方向与x轴成角,已知电子质量为m。
(1)请大致画出电子在磁场中运动的圆弧轨迹,并通过作图标明其运动轨迹的圆心,半径;
(2)求电子离开磁场的出射点到O点的距离;
(3)求电子与正电子在磁场中运动的时间之比。
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【题目】如图甲所示为一水平传送带装置的示意图,传送带两端点A与B间的距离为L=6.0m,一物块(可视为质点)从A.处以v0=7m/s的水平速度滑上传送带,设物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2,取g=10m/s2
(1)若传送带静止,求物块离开B点时的速度;
(2)若传送带以v转=5m/s的速度逆时针匀速转动,求物块离开B点的速度;
(3)物块离开B点的速度与传送带匀速运动的速度是有关系的.若传送带顺时针匀速运动,用v转表示传送带的速度,vB表示物块离开B点的速度,请在答题卡上的图乙中画出vB与v转的关系图象.(请在图中标注关键点的坐标值,如有需要,可取=8.5)
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【题目】甲、乙两辆汽车在同一平直公路上行驶,其运动的x﹣t图象如图所示,则下列关于两辆车运动情况的说法中错误的是( )
A. 在0~10s内,甲、乙两车相遇两次
B. 乙车在0~10s内平均速度大小为0.8m/s
C. 甲车先做匀减速直线运动,后做匀速直线运动
D. 若乙车做匀变速直线运动,则图线上P所对应的瞬时速度大小一定大于0.8m/s
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【题目】如图甲所示为测量一节干电池的电动势和内电阻的实验电路图,根据测得的数据作出了如图乙所示的U—I图线,以下实验结论正确的是( )
A. 电池电动势和内电阻的测量值均偏小
B. 电池内阻的测量值为3.50 Ω
C. 外电路发生短路时的电流为0.40 A
D. 电压表的示数为1.20 V时,电流表的示数I′=0.20 A
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【题目】某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。已知当地的重力加速度g=9.80m/s2。实验小组选出的一条纸带如图乙所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。打点计时器的打点周期T=0.02s。
(1)要验证重锤下落过程中符合机械能守恒,除了图示器材,以下实验器材必须要选取的有___________。(填写字母代号)
A.秒表 B.刻度尺 C.天平 D.交流电源
(2)为了验证机械能守恒的规律,我们需要证明的表达式为(请根据题目已知和图乙中测量量的符号写出表达式)__________________。
(3)实验中由于阻力的存在,预计在此实验中重力势能的减少量应该_____________动能的增加量(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)进一步测得图乙中h1=12.01cm,h2=7.14cm,h3=8.71cm。若重锤的质量为0.10kg,根据以上数据可知:当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了 J,此时重锤的动能比开始下落时增加了 J。(计算结果保留3位有效数字)
(5)根据计算结果分析,该实验小组在做实验时可能出现的问题是 。
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