题目内容
【题目】如图所示,两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,顶部接有一阻值R=0. 3Ω的定值电阻,下端开口,轨道间距L=0.2m整个装置处于磁感应强度B=1T的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上。质量m=0.1kg的金属棒ab置于导轨上,ab在导轨之间的电阻r=0.1Ω,其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨,且接触良好已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2。
(1)判断ab棒运动过程中v1=1m/s时电流的大小和方向;
(2)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm;
(3)若金属棒ab从开始运动至达到最大速度过程中,电阻R上产生的焦耳热总共为0.03J,求流过电阻R的总电荷量q。
【答案】(1)0.5A,方向从b到a;(2)2m/s (3)0.6C
【解析】
(1) ab棒运动过程中v1=1m/s时电动势
回路的电流
由右手定则可知电流方向从b到a;
(2)金属棒由静止释放后,在重力、轨道支持力和安培力作用下沿斜面做变加速运动,加速度不断减小,当加速度为零时达到最大速度vm后保持匀速运动.有:
mgsinθ-μmgcosθ-FB=0 ①
FB=BIL ②
③
E=BLvm ④
联解①②③④得:
vm=2m/s ⑤
(3)设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中沿导轨下滑距离为x,由能量守恒定律
⑧
根据焦耳定律:
⑨
⑩
联解⑧⑨⑩得:
q=0.6C…
【题目】如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。
(1)为完成实验,还需要的实验器材有______________。
(2)实验中需要测量的物理量有______________。
(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F-x图线,由此可求出弹簧的劲度系数为____________ N/m。图线不过原点的原因是由于_______________。
(4)为完成该实验,设计的实验步骤如下:
A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连接起来; |
B.记下弹簧不挂钩码时其下端的刻度尺上的刻度l0; |
C.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺; |
D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码,并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度,并记录在表格内,然后取下钩码; |
E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与伸长量的关系式。首先尝试写成一次函数,如果不行,则考虑二次函数;
F.解释函数表达式中常数的物理意义;
G.整理仪器。
请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来:________。
【题目】(9分)某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于 O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为_______N。
(2)下列不必要的实验要求是_________。(请填写选项前对应的字母)
A.应测量重物M所受的重力 |
B.弹簧测力计应在使用前校零 |
C.拉线方向应与木板平面平行 |
D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置 |
(3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针示数稍稍超出量程,请你提出一个解决办法。