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如图所示倾角为θ=30°的平行金属轨道固定在水平面上,导轨的顶端接有定值电阻R,...

如图所示倾角为θ=30°的平行金属轨道固定在水平面上,导轨的顶端接有定值电阻R,长度与导轨宽度相等的导体棒AB垂直于导轨放置,,且保持与导轨由良好的接触.图中虚线12之间有垂直导轨平面向上的匀强磁场,现给导体棒沿导轨向上的初速度,使导体棒穿过磁场区域后能继续向上运动到最高位置虚线3,然后沿导轨向下运动到底端.已知导体棒向上运动经过虚线12时的速度大小之比为21,导体棒沿导轨向下运动由虚线21做匀速直线运动,虚线23之间的距离为虚线12之间距离的2倍,整个运动过程中导体棒所受的摩擦阻力恒为导体棒重力的除定值电阻外其余部分电阻均可忽略,求:

1)导体棒沿导轨1向上运动经过虚线2的速度v1与沿导轨向下运动经过虚线2的速度v2的比值;

2)导体棒沿导轨向上运动经过磁场与沿导轨向下运动经过磁场的过程中,定值电阻R上产生的热量之比Q1Q2为多大.

3)导体棒沿导轨向上运动刚经过虚线1和刚到达虚线2时的加速度大小之比;

 

(1):1(2)10:1.(3)(2+2):(2+) 【解析】(1)设虚线2、3之间的距离为x,导体棒由虚线2运动到虚线3的过程中,导体棒由虚线2运动到虚线3的过程中加速度大小为a1、导体棒由虚线3运动到虚线2的过程中加速度大小为a2,则由牛顿第二定律得:mgsin30°+mg=ma1 解得:a1=g 由0-v12=2a1x,可得:v1= mgsin30°-mg=ma2 解得:a2=g 由v22=2a2x,可得v2= 因此v1:v2=:1 (2)(3)设导体棒的长度为L,导体棒沿导轨向上运动经过虚线1时的速度为v0,加速度大小为a3,则此时的感应电动势E1=BLv0 由闭合电路欧姆定律得,回路中的电流I1= 此时导体棒所受安培力大小为F1=BI1L=,方向沿导轨向下 由牛顿第二定律得:mgsin30°+mg+F1=ma3 解得:a3= 由题意可知导体棒由虚线3刚回到虚线2时速度大小为v2,此时的感应电动势为E2=BLv2 回路中的电流I2= 此时导体棒所受安培力的大小为F2=BI2L=,方向沿导轨向上 由力的平衡条件可得:mgsin30°=mg+F2 解得:F2=mg= 又因为v1:v2=:1,由题意知v0:v1=2:1,可得:v0:v2=2:1 整理可得:a3=g 设导体棒刚好到达虚线2时的加速度为a4,根据牛顿第二定律则有: mgsin30°+mg+=ma4 整理可得:a4=g 解得:a3:a4=(2+2):(2+)
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考点分析:
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如图所示,半径R=0.8m的光滑1/4圆弧轨道固定在光滑水平面上,轨道上方的A点有一个可视为质点的质量m=1kg的小物块。小物块由静止开始自由下落后打在圆弧轨道上的B点但未反弹,碰撞时间极短,此后小物块将沿着圆弧轨道滑下。已知A点与轨道的圆心O的连线长也为R,且AO连线与水平方向的夹角为30°,C点为圆弧轨道的末端,紧靠C点有一质量M=3kg的长木板,木板的上表面与圆弧轨道末端的切线相平,小物块与木板间的动摩擦因数,g10m/s2。求:

(1)小物块刚到达B点时的速度vB

(2)小物块沿圆弧轨道到达C点时对轨道压力FC

(3)木板长度L至少为多大时小物块才不会滑出长木板?

 

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某实验小组用如图所示的装置探究质量一定时加速度与力的关系。

用铁架台将两块固定有定滑轮的木板架起,木板的右端固定了两个打点计时器,将两个质量相等的小车AB放置在木板右端,用细线绕过滑轮组后与两小车相连。两条纸带穿过打点计时器后分别与小车连接在一起。将两个打点计时器接在同一个电源上,确保可将它们同时打开或关闭。实验时,甲同学将两小车按住,乙同学先在动滑轮下方挂上一个钩码,再接通电源使打点计时器开始工作。打点稳定后,甲将两辆小车同时释放。在小车撞到定滑轮前,乙断开电源,两打点计时器同时停止工作,取下两条纸带,通过分析处理纸带记录的信息,可以求出两小车的加速度,进而完成实验.请回答以下问题:

1)下图为小车A后面的纸带,纸带上的0, 1, 2, 3, 4,5, 6为每隔4个打印点选取的计数点,相邻两计数点间的距离如图中标注,单位为cm。打点计时器所用电源的频率为50Hz,则小车A的加速度a1=_____m/s2(结果保留两位有效效字)。同样测出小车B的加速度a2,若a1:a2近似等于_________,就可说明质量一定的情况下,物体的加速度与力成正比。

2)丙同学提出,不需测出两小车加速度的数值.只量出两条纸带上从第一个打印点到最后一个打印点间的距离x1x2,也能完成实验探究,若x1x2近似等于___,也可说明质量一定的情况下,物体的加速度与力成正比,理由是_____________

3)下列操作中,对减少实验误差有益的是______

A.换用质量大一些的钩码

B.换用质量大一些的小车

C.调整定滑轮的高度,使牵引小车的细线与木板平行

D.平衡小车运动过程中受到的摩擦力时,将细线与小车连接起来

 

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某同学用多用电表粗糙一电阻的阻值;当用“×1000Ω”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用__________挡(填“×10000Ω”“×100Ω”),换档并进行__________后,测量该电阻当指针静止如图所示,则金属棒的阻值约为________Ω

 

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如图所示,滑块AB的质量均为m,A套在固定倾斜直杆上,倾斜杆与水平面成45°,B套在固定水平的直杆上,两杆分离不接触,两直杆间的距离忽略不计且足够长,AB通过铰链用长度为L的刚性轻杆(初始时轻杆与平面成30°)连接,AB从静止释放,B开始沿水平面向右运动,不计一切摩擦,滑块AB视为质点,在运动的过程中,下列说法中正确的是

A. AB组成的系统机械能守恒

B. A到达与B同一水平面时,A的速度为

C. B滑块到达最右端时,A的速度为

D. B滑块最大速度为

 

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如图所示,一力学变压器原副线圈的匝数比,电源电压,原线圈电路中接入熔断电流的保险丝(电阻不计),副线圈电路中接入一可变电阻R,则下列说法正确的是

A. 若原线圈电流变化量大于副线圈的电流变化量,则该线圈是降压变压器

B. 若原线圈电流变化量大于副线圈的电流变化量,则该线圈是升压变压器

C. 当可变电阻R的阻值变大,电源的输入功率变小,电压表的示数变大

D. k=4,则可变电阻R的阻值等于13.75Ω时保险丝将熔断

 

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