【題目】半徑為R的內(nèi)壁絕緣光滑的半圓筒如圖所示固定,在a、b、c三點分別垂直于紙面放置三根等長的長直導線、b兩點位于水平直徑的兩端,導線a中通有垂直紙面向里、大小為的恒定電流。導線c中電流方向也垂直紙面向里,但大小未知。導線a、b固定,導線c處于靜止狀態(tài),且與筒壁間無相互作用力,Oc與Oa的夾角為已知長直導線在距導線r處產(chǎn)生磁場的磁感應強度大小為為常數(shù),I為長直導線中的電流,不考慮邊緣效應。求導線b中通過的電流大小和方向。
【答案】,方向垂直于紙面向里
【解析】
根據(jù)“導線c處于靜止狀態(tài)且與筒壁間無相互作用力”可知,本題考查安培力作用下的平衡,根據(jù)安培力的表達式,運用平衡條件,列式計算.
由于同向電流相互吸引,因此a與c相互吸引,由于c對軌道無作用力,根據(jù)平衡條件可知,b對c也是相互吸引,故b中電流垂直于紙面向里.
由幾何關(guān)系可知,a、c間距離為,
b,c間距離為,設b中電流為,c中電流為,導線長度為L,
根據(jù)可知:
a在c處產(chǎn)生的磁感強度為,b在c處產(chǎn)生的磁感應強度為,
a對c的安培力為,b對c的安培力為
根據(jù)平衡條件,水平方向有:
解得:
則導線b中通過的電流大小為,方向垂直于紙面向里.
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【題目】在“驗證動量守恒定律”的實驗中,甲、乙兩位同學用了不同的實驗方案。
(1)如圖1所示,甲同學利用“碰撞實驗器”驗證動量守恒定律。
①實驗中,斜槽軌道末端_______________。(填選項前字母)
A.必須水平
B.要向上傾斜
C.要向下傾斜
②若入射小球質(zhì)量為m1,半徑為r1;被碰小球質(zhì)量為m2,半徑為r2。實驗要求m1___________m2,r1_________r2。(填“>”“<”或“=”)
③圖1中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時,先讓入射小球m1多次從斜軌上S位置由靜止釋放,找到其平均落點位置P,測量平拋射程OP。然后把被碰小球m2靜置于軌道水平部分末端,再將入射小球m1從斜軌上S位置由靜止釋放,與小球m2相碰,并多次重復?諝庾枇雎圆挥,接下來要完成的必要步驟是_____________。(填選項前的字母)
A.測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2
B.測量小球m1開始釋放時的高度h
C.測量拋出點距地面的高度H
D.分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N
E.測量平拋射程OM、ON
F.測量兩個小球的半徑r1、r2
④若兩小球相碰前后的的動量守恒,其表達式可表示為_____________________________;若碰撞時彈性碰撞,則還可以寫出表達式為________________________。(用③問中測量的量表示)
(2)如圖2所示,乙同學利用此裝置驗證動量守恒定律。水平氣墊導軌(軌道與滑塊間摩擦力忽略不計)上裝有兩個光電計時裝置C和D,可記錄遮光片的遮光時間。將滑塊A、B靜止放在導軌上,乙同學按照如下步驟進行試驗:
a.測量滑塊A的質(zhì)量,測量滑塊B的質(zhì)量
b.測量滑塊A的遮光片的寬度d1,滑塊B的遮光片的寬度d2
c.給滑塊A一個向右瞬時沖量,讓滑塊A與靜止的滑塊B發(fā)生碰撞后,B、A依次通過光電計時裝置D
d.待B、A完全通過廣電計時裝置D后用手分別按住
e.記錄光電計時電裝置C顯示的時間t1和裝置D顯示的時間t2、t3
①完成上述實驗步驟需要的實驗器材有___________。
②按照乙同學的操作,若兩滑塊碰撞前后的動量守恒,其表達式可表示為________________________;兩滑塊碰撞過程中損失的機械能為________________________________。
(3)通過實驗來“驗證動量守恒定律”,不論采用何種方法,都要測得系統(tǒng)內(nèi)物體作用前后的“速度”,請比較分析甲、乙同學的兩個實驗方案,分別說明在測得“速度”的方法上有何不同?___________
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【題目】如圖所示,金屬框架固定在水平面上,金屬桿ab與框架間無摩擦,整個裝置處于豎直方向的磁場中。若因磁場的變化,使桿ab運動,下列判斷正確的是
A. 若ab向右運動,則磁場可能豎直向上且減小
B. 若ab向左運動,則磁場可能豎直向上且減小
C. 若ab向右運動,則磁場可能豎直向上且增大
D. 若ab向左運動,則磁場可能豎直向上且增大
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【題目】如圖所示,勻強磁場的磁感應強度為B,方向垂直紙面向里,勻強電場的電場強度為E,方向豎直,有一質(zhì)子重力不計恰能以速率V從左向右沿直線水平飛越此區(qū)域。下列說法正確的是
A. 電場方向豎直向下
B. 如果B和E的方向都改變?yōu)樵瓉淼南喾捶较颍|(zhì)子將向上偏轉(zhuǎn)
C. 該質(zhì)子通過此區(qū)域的速度
D. 若一電子以速率V從左向右飛入,則該電子也將沿直線運動
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【題目】下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法正確的是( )
A. 在太陽光照射下,水面上油膜出現(xiàn)彩色花紋是光的全反射現(xiàn)象
B. 光導纖維絲內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率大
C. 在光的雙縫干涉實驗中,若僅將入射光由綠光改為黃光,則條紋間距變窄
D. 光的偏振現(xiàn)象說明光是一種縱波
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【題目】飛機飛行時除受到發(fā)動機的推力和空氣阻力外,還受到重力和機翼的升力,機翼的升力垂直于機翼所在平面向上,當飛機在空中盤旋時機翼傾斜(如圖所示),以保證重力和機翼升力的合力提供向心力。設飛機以速率v在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動時機翼與水平面成角,飛行周期為T。則下列說法正確的是( )
A. 若飛行速率v不變,增大,則半徑R增大
B. 若飛行速率v不變,增大,則周期T增大
C. 若不變,飛行速率v增大,則半徑R增大
D. 若飛行速率v增大,增大,則周期T可能不變
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【題目】如圖所示,在,區(qū)域內(nèi)有平行于xOy平面的勻強電場,一電荷量為的點電荷置于坐標原點O,不計粒子重力。
若將該點電荷先沿x軸正方向從坐標原點0移動至點,克服電場力做功,再沿y軸正方向從A點移動至點,電場力做功J.求將該點電荷從B點移動至點的過程中電場力做的功;
若將該點電荷從坐標原點O沿某一方向以一定的初動能入射,在電場的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),先后經(jīng)過、兩點時,動能分別為初動能的和04倍。求電場強度的大小和方向。
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【題目】物體同時受到同一平面內(nèi)三個力作用,下列幾組力的合力不可能為零的是
A. 5N、7N、8N B. 5N、2N、3N C. 1N、5N、10N D. 10N、10N、10N
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【題目】如圖所示,在“探究力的合成的平行四邊形定則”實驗中,把橡皮筋一端用圖釘固定于A點,同時用兩個彈簧測力計通過細線將橡皮筋的另一端拉到O點,這時除需記錄O點位置和兩條細線的方向外,還需記錄( )
A. 橡皮筋的方向
B. 兩條細線間的夾角
C. 橡皮筋伸長的長度
D. 兩個彈簧測力計的示數(shù)
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