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如图所示,平行光滑导轨竖直固定放置,导轨间距为L,导轨间、水平虚线cd和ef间的...

如图所示,平行光滑导轨竖直固定放置,导轨间距为L,导轨间、水平虚线cdef间的区域Ⅰ内有垂直于导轨平面向里的匀强磁场、虚线ef下方的区域Ⅱ内有垂直于导轨平面向外的匀强磁场,两区域内的磁场磁感应强度大小均为Bcdef间的距离为为H,长度均为L、质量均为m、电阻均为R的金属棒ab垂直于导轨表面放置,金属棒a离磁场边界cd有一定的高度、b离磁场边界cd的距离为,其中g为重力加速度。先固定金属棒b,由静止释放金属棒a,金属棒a进入区域Ⅰ后做加速运动,金属棒a在到达虚线ef之前加速度已为0,当金属棒a刚好要出区域Ⅰ时释放金属棒b,此后,金属棒b在到达虚线ef之前加速度也已为0,不计导轨的电阻,导轨足够长,两金属棒运动过程中始终保持水平,且与导轨接触良好。求:

1)金属棒a刚好要出区域I时速度大小;

2)金属棒b刚进区域I时加速度的大小和方向;

3)若金属棒a开始释放的位置离磁场边界cd的距离为h,则从金属棒a释放到金属棒b刚好要出区域I的过程中,回路中产生的焦耳热。

 

(1)(2)金属棒b刚进磁场时的加速度方向向上,大小 (3) 【解析】 (1)设金属棒a刚好要出区域I时速度大小为v1, 此时回路中电动势 根据闭合电路欧姆定律 由于此时加速度为零,根据力的平衡有 求得 (2)设金属棒b刚进磁场时的速度大小为v2,根据机械能守恒定律有: 求得 金属棒b刚进磁场时,回路中的电动势 回路中的电流 由于金属棒b刚进磁场时受到的安培力 因此金属棒b刚进磁场时的加速度方向向上 大小 (3)金属棒b进入磁场的一瞬间,速度与金属棒a的速度相同,加速度也相同,此后两棒一起做相同的变减速运动,设金属棒b刚好要出区域I时的速度大小为v3,此时 回路中的电动势 回路中电流 根据力的平衡有 求得 金属b做自由落体运动的时间 这段时间内,金属棒a下落的高度 设从金属棒a释放到金属棒b刚好要出区域I的过程中,回路中产生的焦耳热为Q,根据能量守恒定律有 求得  
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考点分析:
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如图所示,形状完全相同的光滑弧形槽A, B静止在足够长的光滑水平面上,两弧形槽相对放置,底端与光滑水平面相切,弧形槽高度为h, A槽质量为2m, B槽质量为M。质量为m的小球,从弧形槽A顶端由静止释放,重力加速度为g,求:

(1)小球从弧形槽A滑下的最大速度;

(2)若小球从B上滑下后还能追上A,求M, m间所满足的关系:

 

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(1)某同学组装完成的简易多用电表的电路图如图甲所示。该多用电表有___________个电阳档,红表笔接___________(选填AB),该同学选择多用电表的×1Ω挡测量一电阻R2的阻值,正确操作后得到如图乙所示的指针情况,则电阻Rx的阻值约为___________Ω。

(2)为了精确测量该电阻Rx的阻值,该同学从实验室选取了下列器材:

A.电流表A1(04mA、内阻r1=1Ω)    B.电流表A2(010mA、内阻r25Ω)

C.滑动变阻器R(05Ω)              D.定值电阻R0(阻值为9Ω)

E.电源E(电动势2V、有内阻)         F.开关、导线若干

①实验中要求调节范围尽可能大,在方框内画出符合要求的电路图___________ (用器材符号表示)

②用I1I2分别表示电流表A1A2的示数,该同学通过描点得到了如图所示的I1I2图像,则该电阻Rx的阻值为___________Ω。

 

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气垫导轨上相隔一定距离的两处安装有两个光电传感器ABAB间距为L,滑块P上固定一遮光条,P与遮光条的总质量为M,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器AB时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。

1)实验前,按通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的t1______t2(选填“>”“=”“<”)时,说明气垫导轨已经水平。

2)用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则d=_______mm

3)将滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示。利用测定的数据,当关系式=_____成立时,表明在上述过程中,滑块和钩码组成的系统机械能守恒。(重力加速度为g,用题中给定的物理量符号表达)

 

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海洋中蕴藏着巨大的能量,利用海洋的波浪可以发电。在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔,其原理示意图如图甲所示。浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上,浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动,且始终处于磁场中,该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连,浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图中斜线阴影部分),如图乙所示,其内为产生磁场的磁体,与浮桶内侧面的缝隙忽略不计;匝数N=200的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度B=0.2T,线圈直径D=0.4m,电阻r=1Ω.取重力加速度g=10m/s2,π210.若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v=0.4πsin (πt) m/s。则

A. 灯泡中电流i的瞬时表达式为i=4sin(πt)A

B. 波浪发电产生电动势e的瞬时表达式为e=0.32sin(πt)V

C. 灯泡的电功率为120W

D. 灯泡两端电压的有效值为V

 

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在倾角为θ的光滑固定斜面上有两个用轻弹簧连接的物块AB,它们的质量分别为m2m,弹簧的劲度系数为kC为一固定挡板,系统处于静止状态。现用一沿斜面方向的恒力拉物块A使之沿斜面向上运动,当B刚离开C时,A的速度为v,加速度为a,且方向沿斜面向上。设弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g,则(    )

A. B刚离开C时,A发生的位移大小为

B. 从静止到B刚离开C的过程中,物块A克服重力做功为

C. B刚离开C时,恒力对A做功的功率为

D. A的速度达到最大时,B的加速度大小为

 

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