【題目】如圖所示,足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置,電阻不計,導(dǎo)軌間距為L,左側(cè)接一阻值為R的電阻。矩形勻強磁場I、Ⅱ的寬為d,兩磁場的間距也為d,磁感應(yīng)強度大小均為B、方向均豎直向下。一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。給金屬棒施加水平向右的恒力F0,使金屬棒由靜止開始運動,運動距離為s時恰好進入勻強磁場I,已知金屬棒進入磁場I和Ⅱ時的速度相等。求:
(1)金屬棒剛進入磁場I時M、N兩端的電壓,并判斷哪點電勢高;
(2)金屬棒離開磁場I時的速度大;
(3)金屬棒穿過兩個磁場的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量。
【答案】(1) 點的電勢高(2) (3)
【解析】
(1)金屬棒進入磁場I前,僅在的作用下做勻加速直線運動,設(shè)進入磁場I時速度為,
由動能定理可得:;設(shè)剛進入磁場I時電動勢為,導(dǎo)體棒兩端的電壓外電壓,即,聯(lián)立可得,根據(jù)右手定則,點的電勢高;
(2)由題意可知,金屬棒進入磁場II的速度也是 ,離開磁場I后在的作用下做勻加速直線運動,由動能定理得:,可得;
(3)由題意可知,金屬棒離開磁場I和離開磁場II時的速度也相同,設(shè)克服安培力做功為,由動能定理得:,克服安培力做的功轉(zhuǎn)化為焦耳熱,即,且有,聯(lián)立可得電阻上產(chǎn)生的熱量。
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【題目】如圖所示,絕緣底座上固定一電荷量為+q的小球A ,在其上方l處固定著一個光滑的定滑輪O,絕緣輕質(zhì)彈性繩一端系在O點正上方處的D 點,另一端與質(zhì)量為m的帶電小球B連接。小球B 平衡時OB 長為l,且與豎直方向夾 60°角。后由于小球B緩慢漏電,一段時間后,當滑輪下方的彈性繩與豎直方向夾30°角時,小球B恰好在AB連線的中點C位置平衡。已知彈性繩的伸長始終處于彈性限度內(nèi),靜電力常量為 k ,重力加速度為g下列說法正確的是
A. 小球B帶負電
B. 小球B在初始平衡位置時所帶電荷量為
C. 小球B在C位置時所帶電荷量為
D. 彈性繩原長為
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【題目】如圖,一絕熱汽缸豎直放置,汽缸內(nèi)橫截面積的光滑絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體.在活塞上面放置一個物體,活塞和物體質(zhì)量均為5kg,在汽缸內(nèi)部有一個阻值的電阻絲.電阻絲兩端的電壓,接通電源10s后斷開,活塞緩慢升高h=10cm后穩(wěn)定。已知理想氣體的初始溫度、體積,大氣壓,重力加速度.若電阻絲產(chǎn)生的熱量全部被氣體吸收,求:
①活塞上升10cm后理想氣體的溫度;
②從接通電源到活塞上升10cm的過程中理想氣體的內(nèi)能變化量.
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【題目】如圖所示,半徑為R的光滑絕緣圓軌道abcd豎直放置,處于垂直紙面的勻強磁場中。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球(可視為質(zhì)點),從圓軌道最高點a由靜止釋放,由于微小擾動,小球從圓軌道右側(cè)滑下,剛好沿著軌道通過最低點c。若重力加速度大小為g,則
A. 磁感應(yīng)強度的方向垂直紙面向里
B. 磁感應(yīng)強度的大小為
C. 小球經(jīng)過與圓心等高的b點時對軌道的壓力大小為
D. 若小球從圓軌道左側(cè)滑下,也能剛好沿著軌道通過最低點c
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【題目】如圖,空間存在方向垂直于紙面(xOy平面)向里的磁場.在x≥0區(qū)域,磁感應(yīng)強度的大小為B0;x<0區(qū)域,磁感應(yīng)強度的大小為2B0.一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的帶電粒子以速度v0從坐標原點O沿x軸正向射入磁場,此時開始計時,當粒子的速度方向再次沿x軸正向時,求:(不計重力)
(1)粒子運動的時間;
(2)粒子與O點間的距離.
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【題目】如圖所示為一簡諧橫波在t=0s時刻的波形圖,Q是平衡位置為x=4m處的質(zhì)點。Q點與P點平衡位置相距3m,P點的振動位移隨時間變化關(guān)系為y=l0sin(πt+)cm,下列說法正確的是( )
A. 該波沿x軸正方向傳播
B. 該波的傳播速度為4m/s
C. 質(zhì)點Q在1s內(nèi)通過的路程為0.2m
D. t=0.5 s時,質(zhì)點Q的加速度為0,速度為正向最大
E. t=0.75 s時,質(zhì)點P的加速度為0,速度為負向最大
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【題目】在平面內(nèi),有沿y軸負方向的勻強電場(圖中未畫出)。由A點斜射出一帶正電荷的粒子,B、C和D是粒子運動軌跡上的三點,如圖所示,其中L為常數(shù)。粒子所受重力忽略不計。下列說法正確的是
A. 粒子在B的電勢能比其在D點的電勢能大
B. 從A到B和從B到C,電場力對粒子的沖量相同
C. 從B到C和從C到D,電場力對粒子做的功相同
D. 從A到D和從C到D,電場力對粒子做功的功率相同
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【題目】某同學(xué)在做研究平拋運動規(guī)律的實驗時得到了如圖所示的物體運動軌跡,a、b、c三點位置在運動軌跡上已標出,則:
(1)該實驗中每一次應(yīng)使小球從斜槽上_________位置無初速滑下,目的是保證________。
(2)小球平拋的初速度為___________m/s。
(3)小球開始作平拋的位置坐標:x=______cm,y=_______cm。
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【題目】如圖所示,長為L的絕緣細線一端系一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球,另一端固定在定點O位置,置于電場強度大小為E、方向水平向右的勻強電場中.拉直細線將小球自O點正下方由靜止釋放,小球向上擺動,最大偏角=60°,重力加速度為g,以下說法正確的是
A.小球帶電量大小q=
B.小球從開始擺至最大擺角的過程中,機械能與電勢能之和保持不變
C.小球到達最大擺角處時細線上的拉力為T= 2mg
D.小球在擺動過程中的最大速率
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