【題目】兩根相距為L的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌如圖所示放置,它們各有一部分在同一水平面內(nèi),另一部分垂直于水平面.質(zhì)量均為m的金屬細桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路,桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)均為μ,導(dǎo)軌電阻不計,回路總電阻為2R.整個裝置處于磁感應(yīng)強度大小為B,方向豎直向上的勻強磁場中.當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F作用下以速度v1沿導(dǎo)軌勻速運動時,cd桿也正好以速度v2向下勻速運動.重力加速度為g.下列說法中正確的是( )
A.ab桿所受拉力F的大小為 +μmg
B.cd桿所受摩擦力為零
C.回路中的電流強度為
D.μ與v1大小的關(guān)系為μ=
【答案】A,D
【解析】解:A、導(dǎo)體切割磁感線時產(chǎn)生沿abdca方向的感應(yīng)電流,大小為:I= ①
導(dǎo)體ab受到水平向左的安培力,由受力平衡得:BIL+mgμ=F ②
導(dǎo)體棒cd運動時,在豎直方向受到摩擦力和重力平衡,有:f=BILμ=mg ③
聯(lián)立以上各式解得:F=mgμ+ ,μ=
故AD正確,BC錯誤.
故選AD.
【考點精析】關(guān)于本題考查的安培力和電磁感應(yīng)與力學(xué),需要了解安培力做功與路徑有關(guān),繞閉合回路一周,安培力做的功可以為正,可以為負,也可以為零,而不像重力和電場力那樣做功總為零;用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動勢的大小和方向;求回路中電流強度;分析研究導(dǎo)體受力情況(包含安培力,用左手定則確定其方向);列動力學(xué)方程或平衡方程求解才能得出正確答案.
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【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的木塊在恒力F作用下在質(zhì)量為M的長木板上向右滑行,長木板處于靜止?fàn)顟B(tài),已知木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ1,木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2,m受到的摩擦力為Ff1,木板受到地面的摩擦力Ff2,則( )
A. Ff1大小為μ1mg,方向向左
B. Ff1大小為F,方向向左
C. Ff2大小為μ2(m+M)g,方向向左
D. Ff2大小為μ1mg,方向向左
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【題目】如圖1所示,用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系:
先安裝好實驗裝置,在地上鋪一張白紙,白紙上鋪放復(fù)寫紙,記下重垂線所指的位置O.
接下來的實驗步驟如下:
步驟1:不放小球2,讓小球1從斜槽上A點由靜止?jié)L下,并落在地面上.重復(fù)多次,用盡可能小的圓,把小球的所有落點圈在里面,其圓心就是小球落點的平均位置;
步驟2:把小球2放在斜槽前端邊緣位置B,讓小球1從A點由靜止?jié)L下,使它們碰撞.重復(fù)多次,并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點的平均位置;
步驟3:用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置M、P、N離O點的距離,即線段OM、OP、ON的長度.
(1)對于上述實驗操作,下列說法正確的是
A.應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下
B.斜槽軌道必須光滑
C.斜槽軌道末端必須水平
D.小球1質(zhì)量應(yīng)大于小球2的質(zhì)量
(2)上述實驗除需測量線段OM、OP、ON的長度外,還需要測量的物理量有 .
A.A,B兩點間的高度差h1
B.B點離地面的高度h2
C.小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2
D.小球1和小球2的半徑r
(3)當(dāng)所測物理量滿足表達式(用所測物理量的字母表示)時,即說明兩球碰撞遵守動量守恒定律.如果還滿足表達式(用所測物理量的字母表示)時,即說明兩球碰撞時無機械能損失.
(4)完成上述實驗后,某實驗小組對上述裝置進行了改造,如圖2所示.在水平槽末端與水平地面間放置了一個斜面,斜面的頂點與水平槽等高且無縫連接.使小球1仍從斜槽上A點由靜止?jié)L下,重復(fù)實驗步驟1和2的操作,得到兩球落在斜面上的平均落點M′、P′、N′.用刻度尺測量斜面頂點到M′、P′、N′三點的距離分別為l1、l2、l3 . 則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式為(用所測物理量的字母表示).
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【題目】一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài),其P﹣T圖象如圖所示.下列判斷正確的是( )
A.過程ab中氣體一定吸熱
B.過程bc中氣體既不吸熱也不放熱
C.過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱
D.a,b和c三個狀態(tài)中,狀態(tài)a分子的平均動能最小
E.b和c兩個狀態(tài)中,容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同
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【題目】某小組“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置如下圖,長木板固定在水平桌面上,一端裝有定滑輪;木板上有一滑塊,其一端與電磁打點計時器的紙帶相連,另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接。
(1)該小組研究加速度和拉力關(guān)系時,得到的圖象將會是圖
(2)下圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分:1、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點(圖中未標(biāo)出),計數(shù)點間的距離如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算的加速度a= m/s2 (保留三位有效數(shù)字)。
(3)某同學(xué)在研究加速度和質(zhì)量關(guān)系時,記錄下如下數(shù)據(jù),請在下面的坐標(biāo)紙中選擇合理的坐標(biāo),描出相關(guān)圖線,并可以由圖線可以得到實驗結(jié)論: 。
次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
質(zhì)量m/g | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 |
加速度a/m˙s-2 | 1.00 | 0.67 | 0.50 | 0.40 | 0.33 |
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【題目】如圖,一定質(zhì)量的氣體溫度保持不變,最后,U形管兩臂中的水銀面相齊,燒瓶中氣體體積為800mL;現(xiàn)用注射器向燒瓶中注入200mL水,穩(wěn)定后兩臂中水銀面的高度差為25cm,不計U形管中氣體的體積.求:
(1)大氣壓強是多少cmHg?
(2)當(dāng)U形管兩邊水銀面的高度差為45cm時,燒瓶內(nèi)氣體的體積是多少?
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【題目】某同學(xué)將力傳感器固定在小車上,然后把繩的一端固定在傳感器拉鉤上,用來測量繩對小車的拉力,探究在小車以及傳感器總質(zhì)量不變時加速度跟它們所受拉力的關(guān)系,根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如圖所示的a-F圖像。
(1)圖線不過坐標(biāo)原點的原因是:_____________________________。
(2)本實驗中是否仍需要砂和桶的總質(zhì)量遠小于小車和傳感器的總質(zhì)量______(填“是”或“否”);
(3)由圖像求出小車和傳感器的總質(zhì)量為_______kg.
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【題目】如圖所示,判斷實驗過程中線圈中有無感應(yīng)電流.(填“有”或“無”)
①把磁鐵插入線圈 感應(yīng)電流.
②把磁鐵放在線圈內(nèi)不動 感應(yīng)電流.
③實驗表明只要(填“閉合”或“不閉合”)電路內(nèi)的磁通量發(fā)生(填“變化”或“不變”),就會產(chǎn)生感應(yīng)電流.
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【題目】如圖所示,寬度為 L的區(qū)域被平均分為區(qū)域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有勻強磁場,它們的磁感強度大小相等,方向垂直紙面且相反.長為 L,寬為 的矩形abcd緊鄰磁場下方,與磁場邊界對齊,O為dc邊中點,P為dc邊中垂線上一點,OP=3L.矩形內(nèi)有勻強電場,電場強度大小為E,方向由a指向O.電荷量為q、質(zhì)量為m、重力不計的帶電粒子由a點靜止釋放,經(jīng)電場加速后進入磁場,運動軌跡剛好與區(qū)域Ⅲ的右邊界相切.
(1)求該粒子經(jīng)過O點時速度大小v0;
(2)求勻強磁場的磁感強度大小B;
(3)若在aO之間距O點x處靜止釋放該粒子,粒子在磁場區(qū)域中共偏轉(zhuǎn)n次到達P點,求x滿足的條件及n的可能取值.
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