满分5 > 高中物理试题 >

如图所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行固定在倾角θ=37°的绝缘斜面...

如图所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,两导轨间距L=1m,导轨的电阻可忽略.M、P两点间接有阻值为R 的电阻.一根质量m=1kg、电阻r=0.2Ω的均匀直金属杆ab放在两导轨上,与导轨垂直且接触良好.整套装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.自图示位置起,杆ab受到大小为F=0.5v+2(式中v为杆ab运动的速度,力F的单位为N)、方向平行导轨沿斜面向下的拉力作用,由静止开始运动,测得通过电阻R的电流随时间均匀增大.g取10m/s2,sin37°=0.6.
(1)试判断金属杆ab在匀强磁场中做何种运动,并请写出推理过程;
(2)求电阻的阻值R;
(3)求金属杆ab自静止开始下滑通过位移x=1m所需的时间t和该过程中整个回路产生的焦耳热Q.

manfen5.com 满分网
(1)根据闭合电路欧姆定律得到通过电阻R的电流与速度的关系,根据通过电阻R的电流随时间均匀增大,分析速度如何变化,判断金属杆做何种运动. (2)根据牛顿第二定律得到加速度与速度的表达式,由于匀加速运动,加速度与速度无关,求出加速度的大小,再求解R. (3)由位移公式求出金属杆ab自静止开始下滑通过位移x=1m所需的时间t.运用微元法求解热量. 【解析】 (1)金属杆做匀加速运动(或金属杆做初速为零的匀加速运动). 通过R的电流I==,因通过R的电流I随时间均匀增大,即杆的速度v随时间均匀增大,杆的加速度为恒量,故金属杆做匀加速运动. (2)对杆,根据牛顿第二定律有:F+mgsinθ-BIL=ma 将F=0.5v+2代入得:    2+mgsinθ+(0.5-)v=ma, 因a与v无关,所以     a= 代入得0.5-=0 得   R=0.3Ω (3)由x=得,所需时间t==0.5s 在极短时间△t内,回路产生的焦耳热为 △Q===32t2△t 在t=0.5s内产生的焦耳热Q=32t2△t= 答: (1)金属杆ab金属杆做匀加速运动. (2)电阻的阻值R=0.3Ω; (3)金属杆ab自静止开始下滑通过位移x=1m所需的时间t=0.5s,该过程中整个回路产生的焦耳热Q=.
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
manfen5.com 满分网如图所示,在xOy平面内,有场强E=12N/C,方向沿x轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B=2T、方向垂直xOy平面指向纸里的匀强磁场.一个质量m=4×10-5kg,电量q=2.5×10-5C带正电的微粒,在xOy平面内做匀速直线运动,运动到原点O时,撤去磁场,经一段时间后,带电微粒运动到了x轴上的P点.求:
(1)P点到原点O的距离;
(2)带电微粒由原点O运动到P点的时间.
查看答案
某日有雾的清晨,一艘质量为m=500t的轮船,从某码头由静止起航做直线运动,并保持发动机的输出功率等于额定功率不变,经t=10min后,达到最大行驶速度vm=20m/s,雾也恰好散开,此时船长突然发现航线正前方S=480m处,有一只拖网渔船以v=5m/s的速度沿垂直航线方向匀速运动,且此时渔船船头恰好位于轮船的航线上,轮船船长立即下令采取制动措施,附加了恒定的制动力F=1.0×105N,结果渔船的拖网越过轮船的航线时,轮船也恰好从该点通过,从而避免了事故的发生.已知渔船连同拖网总长度L=200m(不考虑拖网渔船的宽度),假定水对船阻力的大小恒定不变,求:
(1)轮船减速时的加速度a;
(2)轮船的额定功率P;
(3)发现渔船时,轮船离开码头的距离.

manfen5.com 满分网 查看答案
(1)下列说法中正确的是   
A.β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B.目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变
C.一群氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时,能辐射3种不同频率的光子
D.卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型
(2)光照射到金属上时,一个光子只能将其全部能量传递给一个电子,一个电子一次只能获取一个光子的能量,成为光电子,因此极限频率是由    (金属/照射光)决定的.如图所示,当用光照射光电管时,毫安表的指针发生偏转,若再将滑动变阻器的滑片P向右移动,毫安表的读数不可能    (变大/变小/不变).
(3)有两个质量为m的均处于基态的氢原子A、B,A静止,B以速度v与之发生碰撞.己知碰撞前后二者的速度均在一条直线上,碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收,从而该原子由基态跃迁到激发态,然后,此原子向低能级态跃迁,并发出光子.若氢原子碰撞后发出一个光子,则速度v至少需要多大?已知氢原子的基态能量为E1(E1<0).
manfen5.com 满分网 查看答案
(1)下列说法中正确的有   
A.2008年5月12日14时28分,四川汶川县发生8.0级强烈地震,造成重大人员财产损失,地震波是机械波,地震波中既有横波也有纵波
B.太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光,这是利用了光的衍射原理
C.相对论认为:真空中的光速在不同惯性参照系中是不相同的
D.医院里用于检测的“彩超”的原理是:向病人体内发射超声波,经血液反射后被接收,测出反射波的频率变化,就可知血液的流速.这一技术应用了多普勒效应
(2)如图所示为一列简谐波在t1=0时刻的图象,此时波中质点M的运动方向沿y轴负方向,且到t2=0.55s质点M恰好第3次到达y轴正方向最大位移处,该波的传播方向为    ,波速为    m/s.
(3)如图所示是一种折射率n=1.5的棱镜用于某种光学仪器中.现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上,入射角的大小i=arcsin0.75.求光在棱镜中传播的速率及此束光线射出棱镜后的方向(不考虑返回到AB面上的光线).
manfen5.com 满分网 查看答案
在“描绘标有‘9V,5W’小灯泡伏安特性曲线”的实验中,要求测量从0V到9.0V的电压下通过小灯泡的电流,实验室提供了下列器材
A.电流表A1(量程100mA,内阻1Ω)   B.电流表A2(量程0.6A,内阻0.3Ω)
C.电压表V1(量程3.0V,内阻3kΩ)    D.电压表V2(量程15.0V,内阻10kΩ)
E.滑动变阻器R1(最大阻值为50Ω)     F.滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)
G.电源E(电动势15V,内阻忽略)     H.电键、导线若干
(1)为了提高测量准确度和有效性,应选择的器材为(只需填写器材前面的字母即可)电流表______;电压表______;滑动变阻器______
(2)下列给出的测量电路中,最合理的是______manfen5.com 满分网
(3)某同学已连接好的部分电路如图2,其中两个不当之处是①____________

(4)某同学用正确的方法分别测得两只灯泡L1和L2 的伏安特性曲线如图4中Ⅰ和Ⅱ所示.然后又将灯泡L1、L2分别与电池组连成如图3所示电路.测得通过L1和L2的电流分别为0.30A和0.60A,则电池组的电动势为______V,内阻为______Ω(数值取到小数点下一位).manfen5.com 满分网
查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.