【題目】如圖所示,一對光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌間距L=0.5m,左端接有阻值R=0.3Ω的電阻,一質(zhì)量m=0.1kg,電阻r=0.1Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上,整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中,磁場的磁感應(yīng)強度B=0.4T.棒在水平向右的外力作用下,由靜止開始以a=2m/s2的加速度做勻加速運動,當(dāng)棒的位移x=9m時撤去外力,棒繼續(xù)運動一段距離后停下來,已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1:Q2=2:1.導(dǎo)軌足夠長且電阻不計,棒在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸.求:
(1)棒在勻加速運動過程中,通過電阻R的電荷量q;
(2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2;
(3)外力做的功.
【答案】(1)4.5C(2)1.8J(3)5.4J
【解析】試題分析:(1)設(shè)金屬棒勻加速運動的時間為,回路的磁通量的變化量為,回路中的平均感應(yīng)電動勢為,由法拉第電磁感應(yīng)定律得①其中②
設(shè)回路中的平均電流為,由閉合電路歐姆定律得③則通過電阻R的電荷量為④
聯(lián)立①②③④式,得代入數(shù)據(jù)得
(2)設(shè)撤去外力時金屬棒的速度為v,對于金屬棒的勻加速運動過程,由運動學(xué)公式得⑤
設(shè)金屬棒在撤去外力后的運動過程中安培力所做的功為W,由動能定理得⑥
撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱⑦
聯(lián)立⑤⑥⑦式,代入數(shù)據(jù)得⑧
(3)由題意知,撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比,可得⑨
在金屬棒運動的整個過程中,外力F克服安培力做功,由功能關(guān)系可知⑩
由⑧⑨⑩式得.
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【題目】雜技演員表演“水流星”,在長為0.9 m的細繩的一端,系一個與水的總質(zhì)量為m=0.5 kg 的盛水容器,以繩的另一端為圓心,在豎直平面內(nèi)做圓周運動,如圖所示,若“水流星”通過最高點時的速率為3 m/s,則下列說法正確的是(g=10 m/s2)( )
A. “水流星”通過最高點時,有水從容器中流出
B. “水流星”通過最高點時,繩的張力及容器底部受到的壓力均為零
C. “水流星”通過最高點時,處于完全失重狀態(tài),不受力的作用
D. “水流星”通過最高點時,繩子的拉力大小為5 N
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【題目】在研究機械能守恒定律時,將小球從距光滑斜軌底面h高處由靜止釋放,使其沿豎的光滑圓形軌道(半徑為R)的內(nèi)側(cè)運動,如圖所示。
①若h =2R,小球 通過圓形軌道最高點(填“可能”或“不能”)。
②選取合適的高度h,使小球能通過圓形軌道最高點。此時若僅增大小球質(zhì)量,則小球 通過圓形軌道最高點(填“能”“不能”或“不一定能”)。
③心球通過圓形軌道最低點時,對軌道的壓力 重力(填“大于”“小于”或“等于”)。
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【題目】如圖所示,真空中xOy 平面內(nèi)有一束寬度為d 的帶正電粒子束沿x 軸正方向運動,所有粒子為同種粒子,速度大小相等,在第一象限內(nèi)有一方向垂直xOy 平面的有界勻強磁場區(qū)(圖中未畫出),所有帶電粒子通過磁場偏轉(zhuǎn)后都會聚于x 軸上的a 點.下列說法中正確的是( )
A. 磁場方向一定是垂直xOy 平面向里
B. 所有粒子通過磁場區(qū)的時間相同
C. 所有粒子在磁場區(qū)運動的半徑相等
D. 磁場區(qū)邊界可能是圓
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【題目】水平桌面上有一個茶杯,下列說法正確的是
A. 茶杯對桌面的壓力就是茶杯的重力
B. 茶杯受到支持力是因為茶杯的下表面發(fā)生了彈性形變
C. 茶杯對桌面的壓力與桌面對茶杯的支持力是一對平衡力
D. 茶杯對桌面的壓力與桌面對茶杯的支持力是一對作用力和反作用力
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【題目】如圖所示,一交流發(fā)電機的線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動,線圈匝數(shù)N=100,線圈電阻r=3 Ω,ab=cd=0.5 m,bc=ad=0.4 m,磁感應(yīng)強度B=0.5 T,電阻R=311 Ω,當(dāng)線圈以n=300 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時.求:
(1)感應(yīng)電動勢的最大值;
(2)t=0時線圈在圖示位置,寫出此交變電流電動勢瞬時值表達式;
(3)此電壓表的示數(shù)是多少?
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【題目】如圖所示,從某高度水平拋出一小球,經(jīng)過時間t到達地面時,速度與水平方向的夾角為θ,不計空氣阻力,重力加速度為g。下列說法正確的是( )
A.小球水平拋出時的初速度大小為gtanθ
B.小球在t時間內(nèi)的位移方向與水平方向的夾角為θ/2
C.若小球初速度增大,則平拋運動的時間變長
D.若小球初速度增大,則θ減小
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【題目】在國際單位制中,力學(xué)有三個基本單位,這三個基本單位所對應(yīng)的物理量分別是( )
A. 長度、時間、質(zhì)量 B. 長度、時間、速度
C. 力、時間、質(zhì)量 D. 長度、力、質(zhì)量
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【題目】關(guān)于機械波,下列說法中正確的是( )
A.機械波的傳播過程也是傳遞能量的過程
B.機械波的頻率與波源振動的頻率無關(guān)
C.機械波不能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象
D.機械波能在真空中傳播
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