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如图所示,两足够长的光滑平行导轨水平固定放置,处于磁感应强度为B、方向竖直向上的...

如图所示,两足够长的光滑平行导轨水平固定放置,处于磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中,导轨间距为L,一端连接阻值为R的电阻。一金属棒垂直导轨放置,质量为m,接入电路的电阻为r.水平放置的轻弹簧左端固定,右端与金属棒中点链接,弹簧劲度系数为k,装置处于静止状态。现给金属棒一个水平向右的初速度,当棒第一次运动到最右端时,棒的加速度为a.金属棒与导轨始终接触良好,导轨电阻不计,弹簧在弹性限度内,重力加速度为g.求:

(1)金属棒开始运动时受到的安培力F的大小和方向;

(2)金属棒从开始运动到第一次运动到最右端时,通过R的电荷量q

(3)金属棒从开始运动到最终停止的整个过程中,R上产生的热量Q.

 

(1),方向水平向左(2)(3) 【解析】 金属棒在恒力F作用下,先做加速度减小的变加速运动,后做匀速直线运动,速度达到最大.根据E=BLv、安培力公式F安=BIL,推导出安培力的表达式进行求解。 (1) 金属棒开始运动时,感应电流 安培力: 解得:F=,方向水平向左; (2) 设金属棒向右运动的最大距离为x,则 此过程回路产生的平均感应电动势 通过电阻R的电荷量 解得:; (3) 从开始运动到最终停止的整个过程,由能量守恒定律可知回路产生的总热量 由于 解得:。
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如图所示,质量m=4.6kg的物体(可以看成质点)用细绳拴住,放在水平传送带的右端,物体和传送带之间的动摩擦因数,传送带的长度l=6m.当传送带以v=4m/s的速度做逆时针稳定运行时,细绳与水平方向的夹角为.(重力加速度sin37°=0.6cos37°=0.8

(1)传送带稳定运行时,求绳子的拉力;

(2)某时刻剪断细绳,求物体在传送带上运动的时间;

(3)剪断细绳后,求物体在传送带上运动过程中和传送带之间由于摩擦而产生的热量。

 

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某物理研究小组尝试利用一个电流计准确地测量一节干电池的电动势和内阻。已知干电池的电动势约为1.5V,内阻几欧姆,可利用的仪器有:

A.电流计G(量程Ig=30mA,内阻Rg未知)

B.电阻箱R(0 ~99.99Ω)            

C.定值电阻箱R0R0=30Ω)

D.开关                              

E.导线若干

回答下列问题:

(1)该小组首先设计如图甲所示的电路图。闭合开关S,将电阻的阻值调到17.00Ω时,电流计恰好满偏;将电阻的阻值调到42.00Ω时,电流计指针指在如图乙所示位置,则电流计的读数为 ______mA 。由以上数据可得到干电池电动势E_______ V

(2)该小组发现图甲所示电路无法测量电源的内阻,原因是__________________________。于是他们又设计了一个电路测量干电池的内阻,如图丙所示。

(3)闭合开关S,改变电阻箱的阻值R,读出对应的电流计的读数I,然后在图丁的- 坐标系中描出相应的点,并根据所描点的规律作出的图线。

(4)结合两个实验电路图的数据,可求出电流计电阻Rg_____Ω,干电池内阻r =____Ω。

 

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1)某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度,请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当:

       

       

2)该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带,取连续的六个打点ABCDEF为计数点,测得点ABCDEF的距离分别为,若打点的频率为,则打E点时重物速度的表达式为      ;若分别计算出各计数点对应的速度数值,并在坐标系中画出速度的二次方与距离的关系图像,如图丙所示,则重力加速度        

 

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如图所示,甲、乙两辆完全一样的小车,质量都为2kg,乙车内用长为1.5m的细绳吊一质量为1kg的小球。当乙车静止时,甲车以速度10m/s与乙车相碰,碰后两车瞬间连为一体,则碰后瞬间两车的共同速度为________m/s;当小球摆到最高点时上升的高度为______m.(已知重力加速度

 

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如图所示,一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上,另一端与质量为m的滑块P连接,P穿在杆上,一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来,重物Q的质量M=6m。把滑块P从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动,当它经过AB两点时弹簧对滑块的弹力大小相等。已知OA与水平面的夹角53°OB长为L,与AB垂直,不计滑轮的摩擦力,重力加速度为gsin53°=0.8cos53°=0.6,则滑块PAB的过程中,下列说法正确的是(   

A. PQ的机械能之和先减小后增加

B. 轻绳对滑块P做功4mgL

C. 对于滑块Q,其重力功率先增大后减小

D. 滑块P运动到位置B处速度达到最大,且大小为

 

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