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如图所示,竖直平面内有一固定光滑的金属导轨,间距为L,导轨上端并联两个阻值均为R...

如图所示,竖直平面内有一固定光滑的金属导轨,间距为L,导轨上端并联两个阻值均为R的电阻R1R2,质量为m的金属细杆ab与绝缘轻质弹簧相连,弹簧与导轨平面平行,弹簧劲度系数为k,上端固定,整个装置处在垂直于导轨平面向外的匀强磁场中,磁感应强度为B,金属细杆的电阻为r=R,初始时,连接着被压缩的弹簧的金属细杆被锁定,弹簧弹力大小和杆的重力相等,现解除细杆的锁定,使其从静止开始运动,细杆第一次向下运动达最大速度为v1,此时弹簧处于伸长状态,再减速运动到速度为零后,再沿导轨平面向上运动,然后减速为零,再沿导轨平面向下运动,一直往复运动到静止状态,导轨电阻忽略不计,细杆在运动过程中始终与导轨处置并保持良好的接触,重力加速度为g,求

1)细杆速度达到v1瞬间,通过R1的电流I1的大小和方向;

2)杆由开始运动直到最后静止,细杆上产生的焦耳热Q1

3)从开始到杆第一次的速度为v1过程中,通过杆的电量.

 

(1) 方向从左向右(2) (3) 【解析】(1)杆ab速度为v1时,产生的感应电动势为:E=BLv1 电路的总电阻为:R总=R 由欧姆定律,杆中的电流为:I= 通过R1的电流为:I1= 解得:I1=,方向从左向右; (2)杆最后静止时,受到重力和弹簧的拉力,根据平衡条件和胡克定律可知,弹簧最后伸长量与原来压缩量相同,故弹性势能不变,杆下降高度为:H=, 由能量守恒定律解得电路的总焦耳热为:Q=mgH, 由电路的规律解得杆上的焦耳热为: ; (3)设杆最初时弹簧压缩x0,由胡克定律有:kx0=mg, 当杆的速度为v1时,弹簧伸长为x1,加速度为0 由平衡条件及胡克定律有:mg-BIL-kx1=0, 解得: , 设从静止到最大速度v1过程用时间△t,由法拉第电磁感应定律,杆中的平均电动势为: , 由欧姆定律,通过杆的平均电流为 通过杆的电量为:q=△t, 综上解得通过杆的总电量为:
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如图所示,有一固定斜面,倾角α37°,一小物块质量为m,从斜面顶端A处由静止下滑,到B处后,受一与物块重力大小相等的水平向右恒力作用,开始减速,到斜面底端C速度刚好减为0,若ABs12.25 m,物块与斜面间动摩擦因数μ0.5

(sin 37°0.6cos 37°0.8g10 m/s2)    

求:(1)物块到达B点的速度v

     (2)斜面长度L.

 

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某物理兴趣小组设计了如图a所示的欧姆表电路,通过控制电键S和调节电阻箱,可使欧姆表具有“×1”“×10”两种倍率。所用器材如下:

A.干电池:电动势E= l.5V,内阻r=1.0Ω

B.电流表 G :满偏电流Ig= 1mA,内阻Rg =150Ω

C.定值电阻R1= 1200Ω

D.电阻箱R2R3:最大阻值都为999. 9Ω

E.电阻箱R4:最大阻值9999Ω

F.电键一个,红、黑表笔各1支,导线若干

(1)该实验小组按图a正确连接好电路。当电键S断开时,将红、黑表笔短接,调节电阻箱R2=___________Ω,使电流表达到满偏,此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内阻R,则R=_________Ω ,欧姆表的倍率是_________(选填“×1” “×10”)

(2)闭合电键S:

第一步:调节电阻箱R2R3,当R2= _________ΩR3= ________Ω时,将红、黑表笔短接,电流表再次满偏;

第二步:在红、黑表笔间接入电阻箱R4,调节R4,当电流表指针指向图b所示的位置时,对应的欧姆表的刻度值为_____________Ω.

 

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某课外探究小组利用光电门等器材验证机械能守恒定律,实验示意图如图甲所示.将一直径为d、质量为m的金属小球由高处从静止释放,下落过程中先后通过正下方、固定于A、B两处的光电门,测得A、B间的距离为H,分别记录下小球通过光电门A、B的时间为tA、tB,当地的重力加速度为g,则:

(1)如图乙所示,用螺旋测微器测得小球的直径d=_________mm.

(2)小球经过光电门A时的速度表达式为____________

(3)某次实验得到tA、tB、H的数值,在同一坐标系中标出及H数值,作出如图丙所示的图象,则图中直线的斜率为____________(用g、d表示)时表示小球从A到B过程中机械能守恒.

 

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如图所示,PQ、MN是两根足够长且水平放置的固定光滑杆,杆上分别穿有质量分别为mA=2kg、mB=6kgA、B两球(球可在杆上自由滑动),开始时用一轻质弹簧将A、B连接,弹簧刚好处于原长(如图).现突然分别给A、B施加一瞬时冲量,使二球同时获得v1=6m/s、v2=2m/s的初速度.则在以后的运动过程中(球未滑离杆),则下列说法正确的是(  )

A. 弹簧的弹性势能最大时,A球的速度为3m/s

B. 弹簧的弹性势能的最大值是12J

C. A球有时向右运动,有时向左运动

D. B球不可能向左运动,且B球速度大小范围为2m/s≤vB≤4m/s

 

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如图甲所示,静止在水平面上的等边三角形金属线框,匝数n=20,总电阻R=2.5Ω,边长L=0.3m,处在两个半径均为r=0.1m的圆形匀强磁场中,线框顶点与右侧圆心重合,线框底边与左侧圆直径重合,磁感应强度垂直水平面向外; 垂直水平面向里, 随时间t的变化如图乙所示,线框一直处于静止状态,计算过程中取,下列说法正确的是

A. 线框具有向左的运动趋势

B. t=0时刻穿过线框的磁通量为0.5Wb

C. t=0.4s时刻线框中感应电动势为1.5V

D. 0~0.6s内通过线框横截面电荷量为0.36C

 

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