【題目】(16分)如圖甲所示,一正方形單匝線框abcd放在光滑絕緣水平面上,線框邊長為L、質(zhì)量為m、電阻為R.該處空間存在一方向垂直平面向里的勻強磁場,其右邊界MN平行于ab,磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示,0~t0時間內(nèi)B隨時間t均勻變化,t0時間后保持B=B0不變.
(1)求線框在時間0~t0內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為多少?
(2)若線框從零時刻起,在一水平拉力F作用下由靜止開始向右做勻加速直線運動,加速度大小為a,t0時刻線框cd邊剛好離開磁場邊界MN,求此時的水平拉力F為多大?
(3)在(2)的情況下,當(dāng)cd邊剛好離開磁場邊界MN時撤去水平拉力F,線框靜止時未能完全離開磁場,求線框靜止的位置.
【答案】(1)Q= (2)F=+ma (3)線框靜止時cd邊在MN右側(cè)處
【解析】
試題分析:(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律在0~t0時間內(nèi),線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:E1=①2分
根據(jù)焦耳定律可知,線框中產(chǎn)生的焦耳熱為:Q= ② 1分
由①②式聯(lián)立解得:Q= 1分
(2)線框cd邊剛好離開磁場時,線框的速度為:v0=at0 ③ 1分
此時線框中的感應(yīng)電動勢為:E2=B0Lv0 ④ 1分
感應(yīng)電流:I2= ⑤ 1分
根據(jù)牛頓第二定律有:F-I2LB0=ma ⑥ 1分
由③④⑤⑥式聯(lián)立解得:F=+ma 1分
(3)撤去水平拉力F后,線框在安培力作用下做減速運動,設(shè)某一時刻線框的速度為v,加速度為a′,根據(jù)牛頓第二定律有:=ma′ 1分
從此時刻起取一段極短時間Δt,有:Δt=ma′Δt 2分
對等式兩邊求和:ΣΔt=Σma′Δt 2分
化簡得:=m(v0-0) 1分
解得撤去水平拉力F后線框的位移為:x==,即線框靜止時cd邊在MN右側(cè)處1分
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【題目】關(guān)于熱運動的說法中,下列正確的是( )
A. 熱運動是物體受熱后所做的運動 B. 大量分子的永不停息的無規(guī)則運動
C. 單個分子的永不停息的無規(guī)則運動 D. 溫度高的物體中的分子的無規(guī)則運動
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【題目】如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中,第三象限里有一加速電場,一個電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子,從靜止開始經(jīng)加速電場加速后,垂直x軸從A點進(jìn)入第二象限,A點到坐標(biāo)原點O的距離為R。在第二象限的區(qū)域內(nèi),存在著指向O點的均勻輻射狀電場,距O點R處的電場強度大小均為E,粒子恰好能垂直y軸從P點進(jìn)入第一象限。當(dāng)粒子從P點運動一段距離R后,進(jìn)入一圓形勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向外,磁感強度為B,粒子在磁場中速度方向偏轉(zhuǎn)60o,粒子離開磁場區(qū)域
后繼續(xù)運動,通過x軸上的Q點進(jìn)入第四象限。求:
(1)加速電場的電壓U;
(2)圓形勻強磁場區(qū)域的最小面積;
(3)求粒子在第一象限中運動的時間。
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【題目】愛因斯坦曾評價說:“要是沒有這一發(fā)現(xiàn),那就不可能建立起分子、原子及支配它們變化的能量過程的有用理論!边@一“發(fā)現(xiàn)”是指量子論。
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【題目】如圖所示,在一個等腰直角三角形ACD區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強磁場,磁場的磁感應(yīng)強度大小為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(不計重力)從AC邊的中點O垂直于AC邊射入該勻強磁場區(qū)域,若該三角形的兩直角邊長均為2l,則下列關(guān)于粒子運動的說法中正確的是
A. 若該粒子的入射速度為,則粒子一定從CD邊射出磁場,且距點C的距離為l
B. 若要使粒子從CD邊射出,則該粒子從O點入射的最大速度應(yīng)為
C. 若要使粒子從AC邊射出,則該粒子從O點入射的最大速度應(yīng)為
D. 該粒子以不同大小的速度入射時,在磁場中運動的最長時間為
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【題目】如圖所示,傾角θ為30°的光滑斜面上,有一垂直于斜面向下的有界勻強磁場區(qū)域PQNM,磁場區(qū)域?qū)挾?/span>L=0.1m.將一匝數(shù)n=10匝、質(zhì)量m=0.02kg、邊長L=0.1m、總電阻R=0.4的正方形閉合線圈abcd由靜止釋放,釋放時ab邊水平,且到磁場上邊界PQ 的距離也為L,當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場時,線圈恰好勻速運動.(g=10m/s2)求:
(1)ab邊剛進(jìn)入磁場時,線圈所受安培力的大小及方向;
(2)ab邊剛進(jìn)入磁場時,線圈的速度及磁場磁感應(yīng)強度B的大小;
(3)線圈穿過磁場過程產(chǎn)生的熱量.
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【題目】豎直放置的平行光滑導(dǎo)軌,其電阻不計,磁場方向如圖所示,磁感強度B=1 T,重為G1=0.5 N的導(dǎo)體棒ab及重為G2=0.4 N的導(dǎo)體棒cd長均為0.5 m,電阻均為1 Ω,現(xiàn)要使其中一棒靜止不動,另一棒做勻速運動(不計一切摩擦,兩棒與導(dǎo)軌始終接觸良好),下列說法正確的是
A.要使ab棒靜止不動,cd棒向下勻速運動的速度大小是3.2 m/s
B.要使ab棒靜止不動,cd受到的推力大小是0.9 N
C.要使cd棒靜止不動,ab棒向上勻速運動的速度大小是4 m/s
D.要使cd棒靜止不動,ab受到的推力大小是0.9 N
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【題目】如圖所示,x是水平方向,y是豎直方向,曲線是一段小球做平拋運動的軌跡,O、A、B三點是平拋運動軌跡上的三點, 則下列說法正確的是
A.小球從O點到A點運動的時間小于小球從A點到B點的運動時間
B.小球拋出點的坐標(biāo)是(-5L,-L)
C.小球做平拋運動的初速度大小
D.小球經(jīng)過A點時的速度大小
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【題目】如圖甲所示,光滑的導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強磁場中,軌道左側(cè)連接一定值電阻R,導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌,導(dǎo)體和軌道的電阻不計.導(dǎo)體棒ab在的水平外力作用下運動,外力F隨t變化如乙圖所示,在0~t0時間內(nèi)從靜止開始做勻加速直線運動,則在t0以后,導(dǎo)體棒ab運動情況為( )
A. 一直做勻加速直線運動
B. 做勻減速直線運動,直到速度為零
C. 先做加速,最后做勻速直線運動
D. 一直做勻速直線運動
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