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2022-2023學(xué)年甘肅省張掖市高臺(tái)一中高二(上)月考物理試卷(12月份)
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試題詳情
如圖所示,有兩條不計(jì)電阻的平行光滑金屬導(dǎo)軌MQN、M'Q'N',導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=0.5m,其中MQ、M'Q'段傾斜放置,傾斜角為θ=37°,L
MQ
=L
M'Q
'=4m,QN、Q'N'段水平放置,兩段之間通過一小段(大小可忽略)光滑圓弧絕緣材料平滑相連,在傾斜導(dǎo)軌左端連接一電源及開關(guān)S
1
,電源電動(dòng)勢(shì)為E=3V,內(nèi)阻為r=0.5Ω。在Q和Q'兩端向下引出兩根無電阻的金屬導(dǎo)線通過開關(guān)S
2
與一電容為C=2F的電容器相連,在N和N'兩端與阻值為R=0.1Ω的定值電阻相連,傾斜導(dǎo)軌MQQ'M'區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于傾斜導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B
1
=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),水平導(dǎo)軌DD'E'E區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于水平導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B
2
=0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),且L
DE
=L
D'E
'=0.5m,cdef是質(zhì)量為3m,每邊電阻均為R=0.1Ω,各邊長(zhǎng)度均為L(zhǎng)=0.5m的U形金屬框,開始時(shí)靜置于DD'E'E左側(cè)導(dǎo)軌上,現(xiàn)有一不計(jì)電阻的質(zhì)量為m的金屬棒a緊貼MM'垂直放置在傾斜導(dǎo)軌上,合上開關(guān)S
1
時(shí)金屬棒a恰好靜止在導(dǎo)軌上。取g=10m/s
2
,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求金屬棒a的質(zhì)量m。
(2)斷開S
1
的同時(shí)閉合S
2
,金屬棒a向下滑行,金屬棒a與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好,求金屬棒a到達(dá)傾斜導(dǎo)軌底端QQ'時(shí)的速度大小。
(3)金屬棒a越過QQ'后與U形金屬框發(fā)生碰撞,碰后黏在一起穿過DEE′D′區(qū)域,金屬棒a與U形金屬框及導(dǎo)軌均接觸良好,求此過程中定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱。
【考點(diǎn)】
電磁感應(yīng)過程中的能量類問題
;
導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
;
電容的概念、單位與物理意義
.
【答案】
見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0
組卷:77
引用:1
難度:0.2
相似題
1.
如圖所示,磁鐵在電動(dòng)機(jī)和機(jī)械裝置的帶動(dòng)下,以O(shè)點(diǎn)為中心在水平方向上做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)。兩匝數(shù)不同的線圈分別連接相同的小燈泡,且線圈到O點(diǎn)距離相等。線圈電阻、自感及兩線圈間的相互影響可以忽略,不考慮燈泡阻值的變化。下列說法正確的是( ?。?br />
A.兩線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)有效值相等
B.兩線圈產(chǎn)生的交變電流頻率不相等
C.兩小燈泡消耗的電功率相等
D.兩線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)同時(shí)為零
發(fā)布:2024/11/13 21:0:2
組卷:77
引用:3
難度:0.7
解析
2.
我國(guó)完全自主設(shè)計(jì)建造的首艘電磁彈射型航空母艦“福建艦”采用平直通長(zhǎng)飛行甲板,滿載排水量8萬余噸。電磁彈射器的主要部件是一套直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī),利用強(qiáng)大電流通過線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)推動(dòng)飛機(jī)托架高速前進(jìn),帶動(dòng)飛機(jī)起飛,原理簡(jiǎn)圖如圖所示。電動(dòng)機(jī)初級(jí)線圈固定在甲板下方,彈射時(shí),旋轉(zhuǎn)電刷極短時(shí)間內(nèi)從觸點(diǎn)1高速旋轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)14,依次在線圈A、B、C、D、E、???、M、N中產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng),在磁場(chǎng)從線圈A高速變化到線圖N的過程中,直線感應(yīng)電機(jī)的次級(jí)線圈(飛機(jī)托架)中就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的感應(yīng)電流,飛機(jī)托架會(huì)在安培力的推動(dòng)下帶動(dòng)飛機(jī)高速前進(jìn)。已知整個(gè)加速系統(tǒng)長(zhǎng)約90余米,彈射時(shí)在2.5s內(nèi)可以將質(zhì)量為30t的飛機(jī)由靜止加速到260km/h的離艦速度。若彈射過程安培力恒定,不計(jì)阻力,飛機(jī)托架的質(zhì)量可忽略,線圈電阻不計(jì),重力加速度為g,下列說法正確的是( ?。?br />
A.彈射過程中,飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的速度總是小于磁場(chǎng)變化的速度
B.彈射該架飛機(jī),安培力做的功約為1.01×10
9
J
C.彈射過程中,直線感應(yīng)電機(jī)的最大輸出功率約為2.6×10
7
W
D.彈射過程中,飛機(jī)沿水平方向運(yùn)動(dòng),質(zhì)量為m的飛行員需要承受座艙的水平作用力的大小約為3mg
發(fā)布:2024/11/11 17:30:1
組卷:38
引用:3
難度:0.6
解析
3.
兩平行、光滑的直導(dǎo)軌與水平面間的夾角為θ,導(dǎo)軌處在垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩根長(zhǎng)度、材料均相同的均質(zhì)金屬棒P、Q垂直地放在導(dǎo)軌上,一根輕質(zhì)細(xì)繩跨過如圖所示的輕質(zhì)定滑輪,一端懸吊一重物,另一端連接金屬棒Q,定滑輪右側(cè)的細(xì)繩和導(dǎo)軌平行,將兩金屬棒同時(shí)由靜止釋放,經(jīng)過一段時(shí)間后,金屬棒P的速度始終為v。已知金屬棒Q的質(zhì)量為2m,金屬棒P和重物的質(zhì)量均為m,兩金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,閉合回路中除兩金屬棒以外的電阻均不計(jì),重力加速度大小為g,下列說法正確的是( ?。?/h2>
A.金屬棒Q的最大速度為
v
3
B.金屬棒Q的最大加速度為
g
3
C.金屬棒P、Q的加速距離之比等于3:1
D.金屬棒Q上產(chǎn)生的焦耳熱的最大功率為
4
mgv
27
發(fā)布:2024/11/12 20:0:1
組卷:102
引用:4
難度:0.5
解析
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