【題目】如圖所示,固定的豎直光滑U型金屬導(dǎo)軌,間距為L,上端接有阻值為R的電阻,處在方向水平且垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒與勁度系數(shù)為k的固定輕彈簧相連放在導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。初始時(shí)刻,彈簧處于伸長狀態(tài),其伸長量為,此時(shí)導(dǎo)體棒具有豎直向上的初速度v0。在沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動的過程中,導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。則下列說法正確的是( )
A. 初始時(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力大小
B. 初始時(shí)刻導(dǎo)體棒加速度的大小
C. 導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動,最終靜止時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)
D. 導(dǎo)體棒開始運(yùn)動直到最終靜止的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱
【答案】BC
【解析】導(dǎo)體棒的初速度為v0,初始時(shí)刻產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E,由法拉第電磁感應(yīng)定律得:E=BLv0
設(shè)初始時(shí)刻回路中產(chǎn)生的電流為I,由閉合電路的歐姆定律得: ;設(shè)初始時(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力為F,由安培力公式得:F=BIL;聯(lián)立上式得, .故A錯(cuò)誤;初始時(shí)刻,彈簧處于伸長狀態(tài),棒受到重力、向下的安培力和彈簧的彈力,所以:ma=mg+kx+F得: .故B正確;從初始時(shí)刻到最終導(dǎo)體棒靜止的過程中,導(dǎo)體棒減少的機(jī)械能一部分轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能,另一部分通過克服安培力做功轉(zhuǎn)化為電路中的電能;當(dāng)導(dǎo)體棒靜止時(shí),棒受到重力和彈簧的彈力,受力平衡,所以彈力的方向向上,此時(shí)導(dǎo)體棒的位置比初始時(shí)刻降低了,故C正確;導(dǎo)體棒直到最終靜止時(shí),棒受到重力和彈簧的彈力,受力平衡,則:mg=kx2,得: .由于x1=x2,所以彈簧的彈性勢能不變,
由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得:mg(x1+x2)+Ek=Q;解得系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量: 可知R上產(chǎn)生的熱量要小于系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量.故D錯(cuò)誤.
故選BC
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】圖甲的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器,負(fù)載電路中R=55Ω,A、V為理想電流表和電壓表,若原線圈接入如圖乙所示的正弦交變電壓,電壓表的示數(shù)為110 V,下列表述正確的是( )
A. 電流表的示數(shù)為2 A
B. 原、副線圈匝數(shù)比為1∶2
C. 電壓表的示數(shù)為電壓的有效值
D. 原線圈中交變電壓的頻率為100 Hz
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,勁度系數(shù)為k的輕彈簧豎直放置的,下端固定在水平地面上,一質(zhì)量為m的小球,從離彈簧上端高h處自由下落,接觸彈簧后繼續(xù)向下運(yùn)動。若以小球開始下落的位置為原點(diǎn),沿豎直向下建立一坐標(biāo)軸Ox,小球的速度v隨x變化的圖象如圖乙所示,其中OA段為直線,AB段是與OA相切于A點(diǎn)的曲線,BC是平滑的曲線,則關(guān)于A、B、C三點(diǎn)對應(yīng)的x坐標(biāo)及加速度大小,以下關(guān)系正確的是:()
A.
B.
C.
D.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】圖甲所示,一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置,線圈的兩端接一只小燈泡,在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場。已知線圈的匝數(shù)n=100匝,電阻r=1.0Ω,所圍成矩形的面積S=0.040m2,小燈泡的電阻R=9.0Ω,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按如圖乙所示的規(guī)律變化,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為,其中Bm為磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值,T為磁場變化的周期。不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化,求:
(1)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值;
(2)小燈泡消耗的電功率;
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)的“電磁彈射”裝置如圖所示,足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌(電阻不計(jì))水平固定放置,間距為l,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的磁場垂直于軌道平面向下。在導(dǎo)軌左端跨接電容為C的電容器,另一質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌擺放。先斷開電鍵S,對電容器充電,使其帶電量為Q,再閉合電鍵S,關(guān)于該裝置及導(dǎo)體棒的運(yùn)動情況下列說法正確的是
A. 要使導(dǎo)體棒向右運(yùn)動,電容器的b極板應(yīng)帶正電
B. 導(dǎo)體棒運(yùn)動的最大速度為
C. 導(dǎo)體棒運(yùn)動過程中,流過導(dǎo)體棒橫截面的電量為Q
D. 導(dǎo)體棒運(yùn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值為
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】有一條沿順時(shí)針方向勻速傳送的傳送帶,恒定速度v=4 m/s,傳送帶與水平面的夾角θ=37°,現(xiàn)將質(zhì)量m=1kg的小物塊輕放在其底端(小物塊可視作質(zhì)點(diǎn)),與此同時(shí),給小物塊沿傳送帶方向向上的恒力F=8N,經(jīng)過一段時(shí)間,小物塊上到了離地面高為=2.4 m的平臺上。已知物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,(g取10 m/s2, sin37°=0.6,cos37°=0.8).問:
(1)物塊從傳送帶底端運(yùn)動到平臺上所用的時(shí)間?
(2)若在物塊與傳送帶達(dá)到相同速度時(shí),立即撤去恒力F,計(jì)算小物塊還需經(jīng)過多少時(shí)間離開傳送帶以及離開時(shí)的速度?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】兩個(gè)相同的金屬小球所帶電量不同,小球間相距一定距離時(shí)有相互作用的庫侖力。如果將它們相互接觸一下,再放到原來的位置,則兩金屬小球之間庫侖力的變化情況是:
A、如果相互接觸前庫侖力是引力,則相互接觸后庫侖力仍是引力
B、如果相互接觸前庫侖力是引力,則相互接觸后庫侖力是斥力
C、如果相互接觸前庫侖力是斥力,則相互接觸后庫侖力一定增大
D、如果相互接觸前庫侖力是斥力,則相互接觸后庫侖力一定減小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,直線y=x與y軸之間有垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場B1,直線x=d與y=x間有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度E=1.0×104V/m,另有一半徑R=1.0m的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=0.20T,方向垂直坐標(biāo)平面向外,該圓與 直線x=d和x軸均相切,且與x軸相切于S點(diǎn)。一帶負(fù)電的粒子從S點(diǎn)沿y軸的正方向以速度v0進(jìn)人圓形磁場區(qū)域,經(jīng)過一段時(shí)間進(jìn)入磁場區(qū)域B1,且第一次進(jìn)入磁場B1時(shí)的速度方向與直線y=x垂直。粒子速度大小v0=1.0×105m/s,粒子的比荷為q/m= 5.0×105C/kg,粒子重力不計(jì)。求:
(1)坐標(biāo)d的值;
(2)要使粒子無法運(yùn)動到x軸的負(fù)半軸,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B1應(yīng)滿足的條件;
(3)在(2)問的基礎(chǔ)上,粒子從開始進(jìn)入圓形磁場至第二次到達(dá)直線y=x上的最長時(shí)間。(第(3)問結(jié)果保留兩位有效數(shù)字,π=3.14)
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