【題目】如圖,金屬平行導線框MM′N′N和平行導軌PQR、P′Q′R′分別固定在高度差為h(數(shù)值未知)的水平臺面上。導線框MM′N′N左端接有電源,MNM′N′ 的間距為L = 0.10m,線框空間存在豎直向上的勻強磁場,磁感應強度B1 = 0.20 T;平行導軌間距離為L = 0.10m,其中PQP′Q′是圓心角為60°、半徑為r = 0.20 m的圓弧導軌,QRQ′R′是水平長直導軌,Q Q′右側有方向豎直向上的勻強磁場,磁感應強度B2 = 0.40 T。導體棒a質(zhì)量m1 = 0.02 kg,電阻R1 = 2.0Ω,放置在導線框右側N′N邊緣處;導體棒b質(zhì)量m2 = 0.04 kg,電阻R2 = 4.0Ω,放置在水平導軌某處。閉合開關K后,通過電源的電荷量q = 2.0 C,導體棒a從NN水平拋出,恰能無碰撞地從PP′處滑入平行導軌。重力加速度g取10m/s2,求:

(1)導體棒a離開NN′時的速度;

(2)導體棒b的最大加速度;(結果可保留根式)

(3)導體棒b中產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】(1)2m/s;(2);(3)0.08J

【解析】(1)閉合開關K后,導體棒受到向右的安培力,在安培力的沖量作用下水平拋出

解得

(2)設導體棒aPP′時的豎直分速度為v1y,根據(jù)平拋運動規(guī)律有

平拋下落的高度

所以兩平臺的高度差

設導體棒a滑到水平導軌上時速度為v2,有

此時回路中感應電動勢、感應電流最大,導體棒b的加速度最大

(3)兩導體棒將產(chǎn)生相反的感應電動勢,當兩棒的感應電動勢大小相等時閉合回路的電流為零,此后兩棒將做勻速運動。兩棒運動過程中系統(tǒng)動量守恒

由功能關系得電路產(chǎn)生的總電熱為

根據(jù)串聯(lián)規(guī)律可知金屬棒b中產(chǎn)生焦耳熱為

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,小球在豎直向下的力F作用下,將豎直輕彈簧壓縮,若將力F撤去,小球?qū)⑾蛏蠌椘鸩㈦x開彈簧,直到速度為零時為止,不計空氣阻力,則小球在上升過程中( 。

A. 小球的動能先增大后減小,彈簧彈性勢能轉(zhuǎn)化成小球的動能

B. 小球在離開彈簧時動能達到最大值

C. 小球動能最大時彈簧彈性勢能為零

D. 小球、彈簧與地球組成的系統(tǒng)機械能守恒

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【題目】一彈簧振子做簡諧運動,則下列說法正確的是(  )

A. 若位移為負值,則速度一定為正值

B. 振子通過平衡位置時速度為零,加速度最大

C. 振子每次通過平衡位置時,加速度相同,速度也相同

D. 振子每次通過同一位置時,速度不一定相同,但加速度一定相同

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【題目】在某空間建立如圖所示直角坐標系,并在該空間加上沿y軸負方向、磁感應強度大小為B的勻強磁場,和沿某個方向的勻強電場。一質(zhì)量為m、帶電量為+qq>0)的粒子從坐標原點O以初速度v沿x軸正方向射入該空間,粒子恰好能做勻速直線運動。不計粒子重力的影響,試求:

(1)所加電場強度E的大小和方向;

(2)若撤去電場,并改變磁感應強度的大小,使得粒子恰好能夠經(jīng)過坐標為(,0,-a)的點,則改變后的磁感應強度B'為多大?

若保持磁感應強度B不變,將電場強度大小調(diào)整為E',方向調(diào)整為平行于yOz平面且與y軸正方向成某個夾角θ,使得粒子能夠在xOy平面內(nèi)做勻變速曲線運動(類平拋運動)并經(jīng)過坐標為(a,0)的點,則E'和tanθ各為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】庫侖定律的適用范圍是( )

A. 真空中兩個帶電球體間的相互作用力

B. 真空中任意帶電體間的相互作用力

C. 真空中兩個點電荷間的相互作用力

D. 介質(zhì)中兩個帶電體的大小遠小于它們之間的距離,則可應用庫侖定律

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關于電荷之間的相互吸引和相互排斥,下列說法正確的是( )

A. 同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引

B. 同種電荷相互吸引,異種電荷相互排斥

C. 不管是同種電荷還是異種電荷,都是相互吸引

D. 不管是異種電荷還是同種電荷,都是相互排斥

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】密立根油滴實驗原理如圖所示。兩塊水平放置的金屬板分別與電源的正負極相接,板間電壓為U,形成豎直向下場強為E的勻強電場。用噴霧器從上板中間的小孔噴入大小、質(zhì)量和電荷量各不相同的油滴。通過顯微鏡可找到懸浮不動的油滴,若此懸浮油滴的質(zhì)量為m,則下列說法正確的是 ( )

A. 懸浮油滴帶正電

B. 懸浮油滴的電荷量為

C. 增大場強,懸浮油滴將向上運動

D. 油滴的電荷量不一定是電子電量的整數(shù)倍

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖1所示,開口的金屬圓環(huán)位于一隨時間t變化的均勻磁場內(nèi),磁場方向垂直圓環(huán)所在平面(取垂直紙面向里為正方向),磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律卻圖2所示。下列圖象中能正確反映圓環(huán)兩端點M、N間的壓UMN隨時間t的變化規(guī)律的是

A. B.

C. D.

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【題目】質(zhì)量M=10kg的缸體與質(zhì)量m=4kg的活塞,封閉一定質(zhì)量的理想氣體(氣體的重力可以忽略),不漏氣的活塞被一勁度系數(shù)k=20N/cm的輕彈簧豎直向上舉起立于空中,如圖所示。環(huán)境溫度為T1=1500K時被封氣柱長度L1=30cm,缸口離地的高度為h=5cm,若環(huán)境溫度變化時,缸體有良好地導熱性能。已知活塞與缸壁間無摩擦,彈簧原長L0=27cm,活塞橫截面積S=2×10-3m2,大氣壓強p0=1.0×105Pa,當?shù)刂亓铀俣萭=10m/s2,求環(huán)境溫度降到多少時氣缸著地,溫度降到多少時能使彈簧恢復原長。

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