1、简答题 如图所示,空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场,竖直方向磁场区域足够长,磁感应强度B=1T,每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d=0.5m,现有一边长l=0.2m、质量m=0.1kg、电阻R=0.1Ω的正方形线框MNOP以v0=7m/s的初速从左侧磁场边缘水平进入磁场,求:
(1)线框MN边刚进入磁场时受到安培力的大小F;
(2)线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q;
(3)线框能穿过的完整条形磁场区域的个数n.
参考答案:(1)线框MN边刚进入磁场时有:F=BlI=BlBlv0R=2.8N
(2)设线框竖直下落H时,速度为vH
由能量守恒得:mgH+12mv20=Q+12mv2H
自由落体规律:vH2=2gH
解得:Q=12mv20=2.45J
(3)只有在线框进入和穿出条形磁场区域时,才产生感应电动势,线框部分进入磁场区域x时有:F=BlI=BlBlvR=B2l2Rv
在t→t+△t时间内,由动量定理:-F△t=m△v
求和:∑B2l2Rv△t=∑B2l2R△x=mv0
解得:B2l2Rx=mv0
穿过条形磁场区域的个数为:n=x2l≈4.4
可穿过4个完整条形磁场区域.
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 (6分)甲、乙两位同学做测定反应时间的小实验,甲同学的两个手指捏住直尺的上端,乙同学用一只手在直尺下端做准备。当看到甲同学放手后,乙同学立即捏住直尺,发现直尺下降了0.2m,则乙同学的反应时间是多少?(重力加速度g取10m/s2)
参考答案:0.2s
本题解析:直尺做自由落体运动
?(4分)
所以
s?(4分)
本题难度:简单
3、填空题 利用了斜面实验伽利略巧妙地证明了自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动.斜面实验中伽利略运用了______的物理方法.
参考答案:利用了斜面实验伽利略巧妙地证明了自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动.斜面实验中伽利略运用了合理外推的物理方法.
故答案为:合理外推
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 一物体做自由落体运动,自由下落L时,速度为
,当物体自由下落的速度达到
时,它下落的长度是(?)
A.
B.
C.
D.
参考答案:C
本题解析:根据自由落体的规律
可以知道若速度为
自由下落L的话,那么速度达到
时,它下落的长度是
,C正确,A.B.D错误。
本题难度:一般
5、简答题 如图所示,按顺时针方向在竖直平面内作匀速转动的轮子边缘上有一点A.当A通过与圆心等高的a点时,有一质点B从圆心O开始做自由落体运动.已知圆的半径为R,求:
(1)轮子的角速度ω满足什么条件时,点A才能与B相遇?
(2)轮子的角速度ω满足什么条件时,点A与B的速度才会相同?
参考答案:(1)质点从B点做自由落体运动,根据R=12gt2得:
t=
本题解析:
本题难度:一般