满分5 > 高中物理试题 >

如图(a)所示,倾角为θ的平行金属轨道AN和A′N′间距为L,与绝缘光滑曲面在N...

如图(a)所示,倾角为θ的平行金属轨道AN和A′N′间距为L,与绝缘光滑曲面在NN′处用平滑圆弧相连接,金属轨道的NN′和MM′区间处于与轨道面垂直的匀强磁场中,轨道顶端接有定值电阻R和电压传感器,不计金属轨道电阻和一切摩擦,PP′是质量为m、电阻为r的金属棒.现开启电压传感器,将该金属棒从曲面上高H处静止释放,测得初始一段时间内的U t(电压与时间关系)图象如图(b)所示(图中Uo为已知).求:

满分5 manfen5.com

(1)t3 t4时间内金属棒所受安培力的大小和方向;

(2)t3时刻金属棒的速度大小;

(3)t1 t4时间内电阻R产生的总热能QR

 

(1)t3 t4时间内金属棒所受安培力的大小为mgsinθ,方向:沿金属轨道平面斜向上; (2)t3时刻金属棒的速度大小为; (3)t1 t4时间内电阻R产生的总热能QR是. 【解析】 试题分析:(1)t3 t4时间内金属棒的运动从MM′返回NN′,由受力平衡求解安培力大小和方向. (2)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律和安培力表达式,可得t3时刻金属棒的速度大小. (3)t4时刻棒NN′位置,由能量守恒可得电阻R产生的总热能QR; 【解析】 (1)t3 t4时间内金属棒做匀速运动,由平衡条件得: FA=mgsinθ,方向:沿金属轨道平面斜向上. (2)在t3时刻,金属棒受力平衡,则有: , 得: 设金属棒速度为v2,则有:, 得: (3)金属棒第一次滑到NN′的速度为v1,则有: 对于金属棒从开始到t4时间内,由能量守恒得: 答:(1)t3 t4时间内金属棒所受安培力的大小为mgsinθ,方向:沿金属轨道平面斜向上; (2)t3时刻金属棒的速度大小为; (3)t1 t4时间内电阻R产生的总热能QR是. 【点评】正确分析金属棒的运动状态是解题的关键,要知道金属棒两端的电压不变时做匀速运动,再结合平衡条件、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力、能量守恒定律等规律解答.  
复制答案
考点分析:
相关试题推荐

如图所示,天花板上有固定转轴O,长为L的轻杆一端可绕转轴O在竖直平面内自由转动,另一端固定一质量为M的小球.一根不可伸长的足够长轻绳绕过定滑轮A,一端与小球相连,另一端挂着质量为m1的钩码,定滑轮A的位置可以沿OA连线方向调整.小球、钩码均可看作质点,不计一切摩擦,g取10m/s2

满分5 manfen5.com

(1)若将OA间距调整为满分5 manfen5.comL,则当轻杆与水平方向夹角为30°时小球恰能保持静止状态,求小球的质量M与钩码的质量m1之比;

(2)若在轻绳下端改挂质量为m2的钩码,且M:m2=4:1,并将OA间距调整为满分5 manfen5.comL,测得杆长L=2.175m,仍将轻杆从水平位置由静止开始释放,当轻杆转至竖直位置时,求小球此时的速度.

 

查看答案

如图(甲)所示,ABCO是固定在一起的T型支架,水平部分AC是质量为M=2kg、长度为L=1m的匀质薄板,OB是轻质硬杆,下端通过光滑铰链连接在水平地面上,支架可绕水平轴O在竖直面内自由转动,A端搁在左侧的平台上.已知AB长度l1=0.75m,OB长度h=0.5m.现有一质量为m=2kg的物块(可视为质点)以v0=3m/s的水平初速度滑上AC板,物块与AC间动摩擦因数μ=0.5.问:T型支架是否会绕O轴翻转?

某同学的解题思路如下:

满分5 manfen5.com

支架受力情况如图(乙),设支架即将翻转时物块位于B点右侧x处,根据力矩平衡方程:Mg(l1 满分5 manfen5.com)=FN•x,式中FN=mg,解得x=0.2m.

此时物块离A端s1=l1+x=0.95m.

然后算出物块以v0=3m/s的初速度在AC上最多能滑行的距离s2;…比较这两个距离:

若s2≤s1,则T型支架不会绕O轴翻转;若s2>s1,则会绕O轴翻转.

请判断该同学的解题思路是否正确.若正确,请按照该思路,将解题过程补充完整,并求出最后结果;若不正确,请指出该同学的错误之处,并用正确的方法算出结果.

 

查看答案

如图(a)所示,质量为m=2kg的物块以初速度v0=20m/s从图中所示位置开始沿粗糙水平面向右运动,同时物块受到一水平向左的恒力F作用,在运动过程中物块速度随时间变化的规律如图(b)所示,g取10m/s2.试求:

满分5 manfen5.com

(1)物块在0 4s内的加速度a1的大小和4 8s内的加速度a2的大小;

(2)恒力F的大小及物块与水平面间的动摩擦因数μ.

 

查看答案

改进后的“研究有固定转动轴物体平衡条件”的实验装置如图所示,力传感器、定滑轮固定在横杆上,替代原装置中的弹簧秤.已知力矩盘上各同心圆的间距为5cm.

满分5 manfen5.com

(1)(多选题)做这样改进的优点是

A.力传感器既可测拉力又可测压力

B.力传感器测力时不受主观判断影响,精度较高

C.能消除转轴摩擦引起的实验误差

D.保证力传感器所受拉力方向不变

(2)某同学用该装置做实验,检验时发现盘停止转动时G点始终在最低处,他仍用该盘做实验.在对力传感器进行调零后,用力传感器将力矩盘的G点拉到图示位置,此时力传感器读数为3N.再对力传感器进行调零,然后悬挂钩码进行实验.此方法      (选填“能”、“不能”)消除力矩盘偏心引起的实验误差.已知每个钩码所受重力为1N,力矩盘按图示方式悬挂钩码后,力矩盘所受顺时针方向的合力矩为      N•m.力传感器的读数为      N.

 

查看答案

学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图(a)所示,某组同学在一次实验中,选择DIS以图象方式显示实验的结果,所显示的图象如图(b)所示.图象的横轴表示小球距D点的高度h,纵轴表示摆球的重力势能EP、动能Ek或机械能E.试回答下列问题:

满分5 manfen5.com

(1)在定量研究机械能守恒定律之前需要进行定性研究的实验,实验中用到图中的定位挡片,它的作用是      .(单项选择)

(A)保证小球每次从同一高度释放.

(B)保证小球每次摆到同一高度.

(C)观察受到阻挡后小球能否摆到另外一侧接近释放时的同一高度.

(D)观察受到阻挡前后小球在两侧用时是否相同.

(2)图(a)所示的实验装置中,传感器K的名称是     

(3)图(b)的图象中,表示小球的重力势能EP、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是      (按顺序填写相应图线所对应的文字).

 

查看答案
试题属性

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.