随着电磁技术的日趋成熟,新一代航母已准备采用全新的电磁阻拦技术,它的原理是,飞机着舰时利用电磁作用力使它快速停止。为研究问题的方便,我们将其简化为如图所示的模型。在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中,两根平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计。轨道端点MP间接有阻值为R的电阻。一个长为L、质量为m、阻值为r的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好。飞机着舰时质量为M的飞机迅速钩住导体棒ab,钩住之后关闭动力系统并立即获得共同的速度v ,忽略摩擦等次要因素,飞机和金属棒系统仅在安培力作用下很快停下来。求
(1)飞机在阻拦减速过程中获得的加速度a的最大值;
(2)从飞机与金属棒共速到它们停下来的整个过程中R上产生的焦耳热QR;
(3)从飞机与金属棒共速到它们停下来的整个过程中运动的距离x。
如图所示,竖直轨道ABCD由两部分构成。AB部分为光滑水平轨道,BCD部分为一半径为R的粗糙半圆轨道,AB右端B点与半圆轨道的底端相切。一质量为m的小滑块P从AB轨道的上A点处以速度向右滑行,与原本静止在轨道上的质量也为m的小滑块Q发生弹性碰撞。碰后Q冲上竖直圆轨道并恰好从C点脱离轨道,OC与竖直方向夹角,两滑块均可看成质点,重力加速度为g, 求
(1)滑块Q运动到B处对轨道的压力N
(2)滑块Q从B至C的运动过程中克服阻力做功W为多少?
为了测量一节干电池的电动势和内阻,某同学采用了伏安法,现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表1:量程为0~0.6 A,内阻r=0.3 Ω
C.电流表2:量程为0~0.6 A,内阻约为0.1 Ω
D.电压表1:量程为0~3 V,内阻未知
E.电压表2:量程为0~15 V,内阻未知
F.滑动变阻器1:0~10 Ω,允许通过的最大电流为2 A
G.滑动变阻器2:0~100 Ω,允许通过的最大电流为1 A
H.开关、导线若干
在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差;在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
①在上述器材中请选择适当的器材;电流表_____电压表____ (选填仪器前的字母代号)。
②实验电路图应选择上图中的____(选填“甲”或“乙”)。
③根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图象,则干电池的电动势E=____V,内阻r=____Ω。
④另一组同学分别用不同的电池组(均由同一规格的两节干电池串联而成)完成了上述的实验后,发现不同组的电池组的电动势基本相同,只是内电阻差异较大。同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组进一步探究,对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系,以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想,并分别画出了如下图所示的P-R和P-U图象。若已知甲电池组的内电阻较大,则下列各图中可能正确的是_____(选填选项的字母)。
A. B.
C. D.
某同学利用图示实验装置探究做功与滑块动能变化的关系,重力加速度大小为g。
①用游标卡尺测量遮光条的宽度d=2.14 mm,则所用的是________分度的游标卡尺(填“10”、“20”或“50”)。
②下列实验操作必要的是___________
A.调整轨道成水平
B.调整轨道的倾角以平衡摩擦力
C.必须满足钩码的质量远小于滑块与遮光条的总质量
③按正确操作进行实验,用天平测得滑块与遮光条的总质量为M,钩码的质量为m;滑块由静止释放,由数字计时器读出遮光条挡光时间Δt;从刻度尺上读出滑块释放时遮光条到光电门的距离x,则合力做的功与滑块动能变化的关系式是_________________。
如图甲所示,两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上距离为L的两点,其中Q1带正电位于原点O,a、b是它们连线延长线上的两点,其中b点与O点相距3L。现有一带正电的粒子q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用),设粒子经过a,b两点时的速度分别为、,其速度随坐标x变化的图像如图乙所示,则以下判断正确的是
A.Q2一定带负电
B.b点的场强一定为零
C.Q1与Q2电荷量的大小之比为
D.a点的电势比b点的电势高
如图为测定运动员体能的装置,轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮(不计滑轮的质量与摩擦),下悬重为G的物体。设人的重心相对地面不动,人用力向后蹬传送带,使水平传送带以速率v逆时针转动。则
A.人对传送带的摩擦力大小等于G,方向水平向左
B.人对重物做功,功率为Gv
C.在时间t内人对传送带做功消耗的能量为Gvt
D.若增大传送带的速度,人对传送带做功的功率不变