题目内容

【题目】探究功与速度变化的关系的实验装置如图(甲)所示。当小车在一条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时,橡皮筋对小车做的功记为2W3W

(1)对于该实验,下列说法正确的是_________

A.必须设法算出每次橡皮筋对小车做功的具体数值

B.每次实验时,橡皮筋拉伸的长度必须保持一致

C.放小车的长木板应尽量保持水平

D.先释放小车,再接通电源

(2)如图(乙)所示,ABC……IJ是打点计时器在纸带上打出的一系列点(电源频率为50Hz),为了测量小车获得的速度,应选用纸带上的_______部分进行测量(用纸带中字母表示)。

(3)根椐所测得的数据可以求得小车被橡皮筋弹出后获得的最大速度为_________m/s(结果保留3位有效数字)。

【答案】B FJ(只要在FJ之间均为正确) 1.00

【解析】

1)本实验采用倍增法,让橡皮筋做的功成倍增加,测量小车的速度,从而寻找功与速度变化的关系,不需要测出橡皮筋做功的具体数值,所以A错误;需确保每次每根橡皮筋做功一样,故每次实验时,橡皮筋拉伸的长度必须保持一致,B正确;本实验需平衡摩擦力,所以C错误;实验时,先接通电源,后释放小车,D错误。(2)橡皮筋恢复原长后,小车做匀速运动,即为需测量的速度,所以选取纸带上等间距的部分测量,即FJ段;(3)由乙图知,FG=2cm,时间间隔为0.02s,所以小车匀速运动的速度为

练习册系列答案
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【题目】在如图甲所示的半径为r的竖直圆柱形区域内,存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小随时间的变化关系为B=ktk>0且为常量)。

1)将一由细导线构成的半径为r、电阻为R0的导体圆环水平固定在上述磁场中,并使圆环中心与磁场区域的中心重合。求在T时间内导体圆环产生的焦耳热。

2)上述导体圆环之所以会产生电流是因为变化的磁场会在空间激发涡旋电场,该涡旋电场趋使导体内的自由电荷定向移动,形成电流。如图乙所示,变化的磁场产生的涡旋电场存在于磁场内外的广阔空间中,其电场线是在水平面内的一系列沿顺时针方向的同心圆(从上向下看),圆心与磁场区域的中心重合。在半径为r的圆周上,涡旋电场的电场强度大小处处相等,并且可以用计算,其中e为由于磁场变化在半径为r的导体圆环中产生的感生电动势。如图丙所示,在磁场区域的水平面内固定一个内壁光滑的绝缘环形真空细管道,其内环半径为r,管道中心与磁场区域的中心重合。由于细管道半径远远小于r,因此细管道内各处电场强度大小可视为相等的。某时刻,将管道内电荷量为q的带正电小球由静止释放(小球的直径略小于真空细管道的直径),小球受到切向的涡旋电场力的作用而运动,该力将改变小球速度的大小。该涡旋电场力与电场强度的关系和静电力与电场强度的关系相同。假设小球在运动过程中其电荷量保持不变,忽略小球受到的重力、小球运动时激发的磁场以及相对论效应。

若小球由静止经过一段时间加速,获得动能Em,求小球在这段时间内在真空细管道内运动的圈数;

若在真空细管道内部空间加有方向竖直向上的恒定匀强磁场,小球开始运动后经过时间t0,小球与环形真空细管道之间恰好没有作用力,求在真空细管道内部所加磁场的磁感应强度的大小。

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