【題目】如圖所示,足夠長的U形導體框架的寬度l=0.5m,電阻忽略不計,其所在平面與水平面成θ=37°角,磁感應強度B=0.8T的勻強磁場方向垂直于導體框平面,一根質(zhì)量m=0.2kg,有效電阻R=2Ω的導體棒MN垂直跨放在U形框架上,導體棒與框架間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,導體棒由靜止開始沿框架下滑到剛開始勻速運動,通過導體棒截面的電量共為Q=2C.求:
(1)導體棒勻速運動的速度;
(2)導體棒從開始下滑到剛開始勻速運動這一過程中,導體棒的電阻產(chǎn)生的焦耳熱.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10m/s2)
【答案】
(1)
解:由安培力F安=BIL,I= ,E=BLv,則 F安=
導體棒勻速下滑時,由力平衡得:
mgsin37°=F安+μmgcos37°
代入得:mgsin37°= +μmgcos37°
代入數(shù)據(jù)解得:v=5m/s
(2)
解:設導體棒由靜止開始沿框架下滑到剛開始勻速運動下滑的距離為S,
通過導體棒截面的電量 Q= △t,
又 = , = ,
聯(lián)立以上三式得:Q= =
得:S= = m=10m
根據(jù)能量守恒定律,得:
mgSsin37°=Q+ +μmgScos37°
得:Q=mgSsin37°﹣ ﹣μmgScos37°=(0.2×10×10×0.6﹣ ×0.2×52﹣0.5×0.2×10×10×0.8)J=1.5J
根據(jù)功能關系可知,導體棒的電阻消耗的電功為:W=Q=1.5J
【解析】(1)導體棒勻速運動下滑時,受到重力、支持力、滑動摩擦力、安培力而平衡,推導出安培力與速度關系式,由平衡條件求出速度.(2)根據(jù)法拉第電磁感應定律、歐姆定律推出電量與距離的關系,由電量求出導體棒下滑的距離S,再根據(jù)能量守恒求解電功.
【考點精析】本題主要考查了安培力和焦耳定律的相關知識點,需要掌握安培力做功與路徑有關,繞閉合回路一周,安培力做的功可以為正,可以為負,也可以為零,而不像重力和電場力那樣做功總為零;焦耳定律:Q=I2Rt,式中Q表示電流通過導體產(chǎn)生的熱量,單位是J.焦耳定律無論是對純電阻電路還是對非純電阻電路都是適用的才能正確解答此題.
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【題目】等腰三角形內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強磁場,它的底邊在x軸上且長為2L,高為L,t=0時刻,邊長為L的正方形導線框從圖示位置沿x軸勻速穿過磁場,取順時針方向為電流的正方向,則能夠正確表示導線框中電流﹣位移(i﹣x)關系的是( )
A.
B.
C.
D.
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【題目】如圖所示,半徑相同、質(zhì)量分布均勻的圓柱體A和半圓柱體B靠在一起,A表面光滑,重力為G,B表面粗糙,A靜止在平面上,現(xiàn)過A的軸心施以水平作用力F,可緩慢的將A拉離平面一直滑到B的頂端,整個過程中,B始終處于靜止狀態(tài),對該過程分析,下列說法正確的是( )
A. 開始時拉力F最大為G,以后逐漸減小為0
B. A、B間的壓力開始最大為2G,而后逐漸減小到G
C. 地面受到B的壓力逐漸增大
D. 地面對B的摩擦力逐漸增大
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【題目】一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在汽缸內(nèi),如圖所示水平放置.活塞的質(zhì)量m=20 kg,橫截面積S=100cm2 , 活塞可沿汽缸壁無摩擦滑動但不漏氣,開始使汽缸水平放置,活塞與汽缸底的距離L1=12cm,離汽缸口的距離L2=4cm.外界氣溫為27℃,大氣壓強為1.0×105 Pa,將汽缸緩慢地轉(zhuǎn)到開口向上的豎直位置,待穩(wěn)定后對缸內(nèi)氣體逐漸加熱,使活塞上表面剛好與汽缸口相平,已知g=10 m/s2 , 求:
①此時氣體的溫度為多少;
②在對缸內(nèi)氣體加熱的過程中,氣體膨脹對外做功,同時吸收Q=390J的熱量,則氣體增加的內(nèi)能△U多大.
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【題目】如圖為“研究電磁感應現(xiàn)象”的實驗裝置.
(1)將圖中所缺的導線補畫完整.
(2)如果在閉合電鍵時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下,那么合上電鍵后可能出現(xiàn)的情況有:
a.將A線圈迅速插入B線圈時,靈敏電流計指針將向偏轉(zhuǎn)一下.
b.A線圈插入B線圈后,將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時,靈敏電流計指針將向偏轉(zhuǎn)一下.
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【題目】某同學把兩個大小不同的物體用細線連接,中間夾一被壓縮的彈簧,如圖所示,將這一系統(tǒng)置于光滑的水平桌面上,燒斷細線,觀察物體的運動情況,進行必要的測量,探究物體間相互作用時的不變量.
(1)該同學還必須有的器材是__________________;
(2)需要直接測量的數(shù)據(jù)是_____________________;
(3)根據(jù)課堂探究的不變量,本實驗中表示碰撞前后不變量的表達式應為__________________.
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【題目】用水平拉力F拉著一物體在一水平地面上做勻速直線運動,某時刻起力F隨時間均勻減小,方向不變,物體所受的摩擦力f隨時間變化的圖象如圖中實線所示.則該過程對應的v﹣t圖象是( )
A.
B.
C.
D.
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【題目】“驗證力的平行四邊形定則”實驗如圖甲所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細繩的結(jié)點,OB與OC為細繩.圖乙顯示的是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖.
(1)圖乙中的______是力F1和F2的合力的理論數(shù)值;______是力F1和F2的合力的實際測量值.
(2)除已有的器材(方木板、白紙、細繩套、刻度尺、三角尺、圖釘和鉛筆)外,還必須有________和____________.
(3)本實驗采用的科學方法是(______)
A.理想實驗法 B.等效替代法 C.控制變量法 D.物理模型法
(4)下面的措施中,哪些是有利于減小誤差,提高實驗的精度(_________)
A.橡皮條彈性要好,拉力要適當大些
B.兩個分力F1、F2間的夾角要盡量大些
C.拉橡皮條時,橡皮條細繩和彈簧測力計應平行貼近木板
D.拉橡皮條的細繩要細長,描出細繩拉力方向時,要在細繩正下方,稍遠的距離描點
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【題目】如圖所示,滑塊A置于水平地面上,滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直),此時A恰好不滑動,B剛好不下滑。已知 ,A與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。則A與B間的動摩擦因數(shù)是( )
A. 0.2 B. 0.5 C. 0.6 D. 0.4
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