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如下图所示,一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁,产生一个中心辐射的磁场(磁场水平向外...

如下图所示,一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁,产生一个中心辐射的磁场(磁场水平向外),其大小为(其中r为辐射半径),设一个与磁铁同轴的圆形铝环,半径为R(大于圆柱形磁铁的半径),而弯成铝环的铝丝其横截面积为S,圆环通过磁场由静止开始下落,下落过程中圆环平面始终水平,已知铝丝电阻率为,密度为0,试求:

(1)圆环下落的速度为v时的电功率

(2)圆环下落的最终速度

(3)当下落高度h时,速度最大,从开始下落到此时圆环消耗的电能。

 

(1)(2)(3) 【解析】(1)由题意知圆环所在处在磁感应强度B为: ……① 圆环的有效切割长度为其周长即: ……② 圆环的电阻R电为:……③ 当环速度为v时,切割磁感线产生的电动势为:……④ 电流为: ……⑤ 故圆环速度为v时电功率为:P=I2R电……⑥ 联立以上各式解得:……⑦ (2)当圆环加速度为零时,有最大速度vm 此时……⑧ 由平衡条件……⑨ ……⑩ 联立⑧⑨⑩解得……⑾ (3)由能量守恒定律……⑿ 解得……⒀  
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考点分析:
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利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图1所示:

(1)实验步骤:

①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于lm ,将导轨调至水平;

②用游标卡尺测量挡光条的宽度l,结果如图2所示,由此读出l=________mm;

③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离__________cm;

④将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2;

⑤从数字计时器(图1中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间

⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量

(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式:

①当滑块通过光电门1和光电门2时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为=_____________________

②在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少=__________(重力加速度为)。

(3)如果=______________,则可认为验证了机械能守恒定律。

 

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用右图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:

电流表(量程0.6A、3A);

电压表(量程3V、15V)

定值电阻(阻值1、额定功率5W)

定值电阻(阻值10,额定功率10W)

滑动变阻器(阴值范围0--10、额定电流2A)

滑动变阻器(阻值范围0-100、额定电流1A)

那么

(1)要正确完成实验,电压表的量程应选择______V,电流表的量程应选择_______A; R0应选择_______ 的定值电阻,R应选择阻值范围是__________ 的滑动变阻器。

(2)引起该实验系统误差的主要原因是_____________________________

 

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一只小球沿光滑水平面运动,垂直撞到竖直墙上。小球撞墙前后的动量变化量为,动能变化量为,关于有下列说法正确的是(   )

A. 最大,则也最大;

B. 最大,则一定最小;

C. 最小,则也最小;

D. 最小,则一定最大

 

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如图所示,一斜面体A放在水平地面上,各接触面均粗糙。一轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然状态。一滑块B从斜面顶端无初速滑下,压缩弹簧至最短,然后被弹回到,再重复上述过程。整个过程中A始终保持不动,弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度大小为g。在B从第一次接触弹簧到弹簧第一次被压缩最短的过程中,下列说法正确的是(   )

A. 地面对A没有摩擦力

B. 地面对A的支持力一直增大

C. B的速度先增大后减小

D. B减少的机械能大于弹簧弹性势能的最大值

 

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如图所示,把小车放在光滑的水平桌面上,用轻绳跨过定滑轮使之与盛有沙子的小桶相连,已知小车的质量为M,小桶与沙子的总质量为m,把小车从静止状态释放后,在小桶下落竖直高度为h的过程中,若不计滑轮及空气的阻力,下列说法中正确的是(       )

 

A.绳拉车的力始终为mg

B.当M远远大于m时,才可以认为绳拉车的力为mg

C.小车获得的动能为mgh

D.小车获得的动能为 Mmgh/(M+m)

 

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