【題目】如圖所示,水平地面上方有一高度為H、界面分別為PQ、MN的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.矩形導(dǎo)線框abcd在磁場(chǎng)上方某一高度處,導(dǎo)線框ab邊長(zhǎng)為l1 , bd邊長(zhǎng)為l2 , 導(dǎo)線框的質(zhì)量為m,電阻為R.磁場(chǎng)方向垂直于線框平面,磁場(chǎng)高度H>l2 . 線框從某高處由靜止落下,當(dāng)線框的cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線框的加速度方向向下、大小為 ;當(dāng)線框的cd邊剛離開磁場(chǎng)時(shí),線框的加速度方向向上、大小為 .運(yùn)動(dòng)過程中,線框平面位于豎直平面內(nèi),上、下兩邊始終平行PQ.空氣阻力不計(jì),重力加速度為g.求:
(1)線框開始下落時(shí)cd邊距離磁場(chǎng)上邊界PQ的高度h;
(2)cd邊剛離開磁場(chǎng)時(shí),電勢(shì)差Ucd
(3)從線框的cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)至線框的ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)過程中,線框產(chǎn)生的焦耳熱Q;
(4)從線框的cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)至線框的ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中,通過線框?qū)Ь某一橫截面的電荷量q.
【答案】
(1)解:當(dāng)線框的cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線框的加速度方向向下、大小為 ,
根據(jù)牛頓第二定律得: ,
代入數(shù)據(jù)解得:v= ,
則線框開始下落時(shí)cd邊距離磁場(chǎng)上邊界PQ的高度為:h= = .
答:線框開始下落時(shí)cd邊距離磁場(chǎng)上邊界PQ的高度h為 .;
(2)解:當(dāng)線框的cd邊剛離開磁場(chǎng)時(shí),線框的加速度方向向上、大小為 .
根據(jù)牛頓第二定律得: ,
解得:v′= ,
切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E=Bl1v′= ,
則cd兩端的電勢(shì)差為:Ucd= = .
答:cd邊剛離開磁場(chǎng)時(shí),電勢(shì)差Ucd為 .
(3)解:對(duì)線框的cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)至cd邊剛出磁場(chǎng)的過程運(yùn)用能量守恒得:
,
解得:Q=mgH﹣ .
答:從線框的cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)至線框的ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)過程中,線框產(chǎn)生的焦耳熱Q為mgH﹣ ;
(4)解:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得,平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:
,
q= = .
答:從線框的cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)至線框的ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中,通過線框?qū)Ь某一橫截面的電荷量q為 .
【解析】(1)當(dāng)線框的cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線框的加速度方向向下、大小為 ,根據(jù)安培力公式,結(jié)合牛頓第二定律求出此時(shí)的速度,結(jié)合速度位移公式求出線框開始下落時(shí)cd邊距離磁場(chǎng)上邊界PQ的高度;(2)當(dāng)線框的cd邊剛離開磁場(chǎng)時(shí),線框的加速度方向向上、大小為 ,根據(jù)牛頓第二定律求出此時(shí)的速度,從而得出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小,結(jié)合歐姆定律求出cd的電勢(shì)差.(3)對(duì)線框的cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)至cd邊剛出磁場(chǎng)的過程運(yùn)用能量守恒求出線框產(chǎn)生的焦耳熱Q.(4)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,結(jié)合平均電流的大小求出電荷量.
【考點(diǎn)精析】掌握功能關(guān)系是解答本題的根本,需要知道當(dāng)只有重力(或彈簧彈力)做功時(shí),物體的機(jī)械能守恒;重力對(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的減少:W G =E p1 -E p2;合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化:W 合 =E k2 -E k1 (動(dòng)能定理);除了重力(或彈簧彈力)之外的力對(duì)物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化:W F =E 2 -E 1.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示的裝置是在豎直平面內(nèi)放置光滑的絕緣軌道,處于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一帶負(fù)電荷的小球從高h的A處靜止開始下滑,沿軌道ABC運(yùn)動(dòng)后進(jìn)入圓環(huán)內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng).已知小球所受到電場(chǎng)力是其重力的3/4,圓環(huán)半徑為R,斜面傾角為θ=53°,SBC=2R.若使小球在圓環(huán)內(nèi)能作完整的圓周運(yùn)動(dòng),h至少為多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在圖示的電路中,閉合開關(guān)后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P從最上端逐漸滑向最下端的過程中,電壓表V的讀數(shù)變化量為△U,電流表A2的讀數(shù)變化量為△I2(電表均視為理想電表).則( )
A.電壓表V的讀數(shù)先變小后變大
B.電流表A1的讀數(shù)先變大后變小
C.電流表A2的讀數(shù)變大
D.△U與△I2的比值為定值
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)用圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來尋找碰撞中的不變量,圖中PQ是斜槽,QR為水平槽,實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置C由靜止開始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡,重復(fù)上述操作10次,得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡,再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,讓A球仍從位置C由靜止開始滾下,和B球碰撞后,A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡,重復(fù)這種操作10次,圖中O是水平槽末端口在記錄紙上的垂直投影點(diǎn),P,為未放被碰小球B時(shí)A球的平均落點(diǎn),M為與B球碰后A球的平均落點(diǎn),N為被碰球B的平均落點(diǎn).若B球落點(diǎn)痕跡如圖乙所示,其中米尺水平放置,且平行于OP,,米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊。
(1)在以下選項(xiàng)中,哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量?答:_____(填選項(xiàng)號(hào)).
A.水平槽上未放B球時(shí),測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離
B.A球與B球碰撞后,測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離
C.測(cè)量A球或B球的直徑
D.測(cè)量A球和B球的質(zhì)量
E.測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度
(2)碰撞后B球的水平射程應(yīng)為_____cm
(3)下列有利于減小實(shí)驗(yàn)誤差的是____。
A.選擇大小一樣且入射小球A的質(zhì)量必須大于被碰小球B的質(zhì)量;
B.斜槽PQ和水平槽QR必須光滑且水平槽QR末端應(yīng)水平;
C.入射小球A每次都必須從同一位置以相同的初速度釋放;
(4)若A球和B球的質(zhì)量分別為MA、MB ,寫出探究碰撞中的不變量的表達(dá)式__________________。(用MA、MB、OM、ON、OP,表示)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,M、N為豎直放置的平行金屬板,兩板間所加電壓為U0,S1、S2為板上正對(duì)的小孔。金屬板P和Q水平放置在N板右側(cè),關(guān)于小孔S1、S2所在直線對(duì)稱,兩板的長(zhǎng)度和兩板間的距離均為l;距金屬板P和Q右邊緣l處有一熒光屏,熒光屏垂直于金屬板P和Q;取屏上與S1、S2共線的O點(diǎn)為原點(diǎn),向上為正方向建立x軸。M板左側(cè)電子槍發(fā)射出的電子經(jīng)小孔S1進(jìn)入M、N兩板間。電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,初速度可以忽略。不計(jì)電子重力和電子之間的相互作用。
(1)求電子到達(dá)小孔S2時(shí)的速度大小v;
(2)若板P、Q間只存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電子剛好經(jīng)過P板的右邊緣后,打在熒光屏上。求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B和電子打在熒光屏上的位置坐標(biāo)x;
(3)若金屬板P和Q間只存在電場(chǎng),P、Q兩板間電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示,單位時(shí)間內(nèi)從小孔S1進(jìn)入的電子個(gè)數(shù)為N。電子打在熒光屏上形成一條亮線。忽略電場(chǎng)變化產(chǎn)生的磁場(chǎng);可以認(rèn)為每個(gè)電子在板P和Q間運(yùn)動(dòng)過程中,兩板間的電壓恒定。求在2t0時(shí)間內(nèi)打到單位長(zhǎng)度亮線上的電子個(gè)數(shù)n。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,兩個(gè)人利用機(jī)械裝置提升相同的重物。已知重物勻速上升,相同的時(shí)間內(nèi)兩重物提升的高度相同。不考慮滑輪的質(zhì)量及摩擦,在重物上升的過程中人拉力的作用點(diǎn)保持不變,則(θ一直小于30度)則( )
A. 站在地面的人比站在二樓的人省力
B. 站在地面的人對(duì)繩的拉力越來越大
C. 站在二樓的人對(duì)繩的拉力越來越大
D. 同一時(shí)刻,二樓的人對(duì)繩拉力的功率小于地面的人對(duì)繩拉力的功率
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】甲、乙兩車在一平直路面的兩平行車道上同向運(yùn)動(dòng),其v﹣t圖象如圖所示,初始時(shí),甲車在乙車前方d處.以下說法正確的是( 。
A. 0﹣t0內(nèi),兩車的間距先增加后減少
B. 0﹣t0內(nèi),乙車的平均速度大于甲車
C. t=t0時(shí),乙車可能還處于甲車后方
D. t=t0時(shí),乙車加速度與甲車的加速度相等
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況,在紙帶上確定出0、1、2、3、4、5、6共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),每?jī)蓚(gè)相鄰的測(cè)量點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)沒標(biāo)出,其部分相鄰點(diǎn)間的距離如圖所示,完成下列問題.
(1)電火花計(jì)時(shí)器工作電源是_____(填“交流電”或“直流電”),電源電壓是_____V.
(2)關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的時(shí)間間隔,下列是四位同學(xué)各自發(fā)表的看法,其中正確的是_____.
A.電源電壓越高,每打兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔就越短
B.紙帶速度越大,每打兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔就越短
C.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔由電源頻率決定
D.如果將交流電源改為直流電源,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔保持不變
(3)計(jì)算出打下點(diǎn)4時(shí)小車的瞬時(shí)速度為_____,求出小車的加速度為_____.(要求計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,ab是水平面上一個(gè)圓的直徑,在ab的正上方有一根通電導(dǎo)線ef,且ef平行于ab,當(dāng)ef豎直向上平移時(shí),穿過這個(gè)圓面的磁通量將( )
A.逐漸變大
B.逐漸變小
C.始終為零
D.不為零,但始終保持不變
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