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如图所示,两根倾斜直金属导轨MN、PQ平行放置,它们所构成的轨道平面与水平面之间...

如图所示,两根倾斜直金属导轨MNPQ平行放置,它们所构成的轨道平面与水平面之间的夹角θ=37º,两轨道之间的距离L=050m。一根质量m=020kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,且接触良好,整套装置处于与ab棒垂直的匀强磁场中。在导轨的上端接有电动势E=36V、内阻r=1的直流电源和电阻箱R。已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计,sin37º=060cos37º=080,重力加速度g=10m/s2

1)若金属杆ab和导轨之间的摩擦可忽略不计,当电阻箱接入电路中的电阻R1=2时,金属杆ab静止在轨道上。

如果磁场方向竖直向下,求满足条件的磁感应强度的大小;

如果磁场的方向可以随意调整,求满足条件的磁感应强度的最小值及方向;

2)如果金属杆ab和导轨之间的摩擦不可忽略,整套装置处于垂直于轨道平面斜向下、磁感应强度大小B=040T的匀强磁场中,当电阻箱接入电路中的电阻值R2=3时,金属杆ab仍保持静止,求此时金属杆ab受到的摩擦力f大小及方向。

 

(1)①0.30T;②0.24T;垂直于轨道平面斜向下;(2)0.24N;沿轨道平面向下。 【解析】试题分析:(1)①设通过金属杆ab的电流为I1, 根据闭合电路欧姆定律可知: I1=E/(R1+r) 设磁感应强度为B1,由安培定则可知金属杆ab受安培力沿水平方向,金属杆ab受力如答图1。 对金属杆ab,根据共点力平衡条件有:B1I1L=mgtanθ 解得:=0.30T ②根据共点力平衡条件可知,最小的安培力方向应沿导轨平面向上,金属杆ab受力如答图2所示。 设磁感应强度的最小值为B2,对金属杆ab,根据共点力平衡条件有: B2I1L=mgsinθ 解得:=0.24T 根据左手定则可判断出,此时磁场的方向应垂直于轨道平面斜向下。 (2)设通过金属杆ab的电流为I2, 根据闭合电路欧姆定律可知: I2=E/(R2+r) 假设金属杆ab受到的摩擦力方向沿轨道平面向下, 根据共点力平衡条件有: BI2L=mgsinθ+f 解得: f=0.24N 结果为正,说明假设成立,摩擦力方向沿轨道平面向下。 考点:闭合电路欧姆定律,共点力平衡,安培力,摩擦力。  
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考点分析:
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某实验小组利用如图所示的装置探究弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系.在实验过程中,弹簧的形变始终在弹性限度内,弹簧自身质量可忽略不计.根据实验数据,他做出了F-x图象,如图所示,据此可知:在弹性限度内,弹簧的弹力F跟弹簧伸长量x_______(选填“正比”或“反比”);弹簧的劲度系数k=______N/m.

 

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为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数,某小组设计了如图甲所示的实验装置,其中挡板可固定在桌面上,轻弹簧左端与挡板相连,图中桌面高为hO1O2ABC点在同一水平直线上。已知重力加速度为g,空气阻力可忽略不计。

实验过程一:如图甲所示,挡板固定在O1点,推动滑块压缩弹簧,滑块移到A处,测量O1A的距离。滑块由静止释放,落在水平面上的P点,测出P点到桌面右端的水平距离为x1

实验过程二:如图乙所示,将挡板的固定点移到距O1点距离为dO2点,推动滑块压缩弹簧,滑块移到C处,使O2C的距离与O1A的距离相等。滑块由静止释放,落在水平面上的Q点,测出Q点到桌面右端的水平距离为x2

(1)为完成本实验,下列说法中正确的是________

A.必须测出小滑块的质量              B.必须测出弹簧的劲度系数

C.弹簧的压缩量不能太小              D.必须测出弹簧的原长

(2)写出动摩擦因数的表达式μ____________。(用题中所给物理量的符号表示

(3)在进行实验过程二时,发现滑块未能滑出桌面。为了仍能测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数,实验小组测量出滑块停止滑动的位置到B点的距离l写出动摩擦因数的表达式μ____________。(用题中所给物理量的符号表示

(4)某同学认为,不测量桌面高度,改用秒表测出小滑块从飞离桌面到落地的时间,也可测出小滑块与水平桌面间的动摩擦因数。此实验方案________。(选填可行不可行”)

 

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如图1所示,巴铁(又称“陆地空客”)是一种能有效缓解城市拥堵的未来交通工具,某实验室为了研究其运行时的动力学特性,制造了一辆质量为200kg的模型车,该模型车在运行时所受阻力为车重的0.08倍,某次试验中该车在25s内运动的v - t图像如图2所示,则模型巴铁10s末牵引力做功为____J;20s末牵引力功率____W。

 

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质量为1kg的物体自足够高处自由落下(不计空气阻力),g取10m/s2,在下落3s的时间内重力对物体所做的功WG=________J。

 

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已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ,以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图a所示),以此时为t=0时刻记录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系,如图b所示(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向,其中两坐标大小v1>v2)。已知传送带的速度保持不变。(g取10 m/s2)则

A. 0~t1内,物块对传送带做负功

B. 物块与传送带间的动摩擦因数为μ,μ>tan θ

C. 0~t2内,传送带对物块做功为

D. 系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小

 

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