【題目】如圖所示,半徑為L12 m的金屬圓環(huán)內(nèi)上、下半圓各有垂直圓環(huán)平面的有界勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小均為B1T。長度也為L1、電阻為R的金屬桿ab,一端處于圓環(huán)中心,另一端恰好搭接在金屬環(huán)上,繞著a端沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動,角速度為ωrad/s。通過導線將金屬桿的a端和金屬環(huán)連接到圖示的電路中(連接a端的導線與圓環(huán)不接觸,圖中的定值電阻R1R,滑片P位于R2的正中央,R2的總阻值為4R),圖中的平行板長度為L22 m,寬度為d2 m.圖示位置為計時起點,在平行板左邊緣中央處剛好有一帶電粒子以初速度v00.5 m/s向右運動,并恰好能從平行板的右邊緣飛出,之后進入到有界勻強磁場中,其磁感應(yīng)強度大小為B2,左邊界為圖中的虛線位置,右側(cè)及上下范圍均足夠大。(忽略金屬桿與圓環(huán)的接觸電阻、圓環(huán)電阻及導線電阻,忽略電容器的充放電時間,忽略帶電粒子在磁場中運動時的電磁輻射的影響,不計平行金屬板兩端的邊緣效應(yīng)及帶電粒子的重力和空氣阻力)求:

1)在04 s內(nèi),平行板間的電勢差UMN;

2)帶電粒子飛出電場時的速度;

3)在上述前提下若粒子離開磁場后不會第二次進入電場,則磁感應(yīng)強度B2應(yīng)滿足的條件。

【答案】11 V 2,速度與水平方向的夾角=45°3

【解析】試題分析:(1)金屬桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒為

由電路的連接特點知:

由右手定則知:在04 s時間內(nèi),金屬桿ab中的電流方向為b→a,則

則在04 s時間內(nèi), .

(2)粒子在平行板電容器內(nèi)做類平拋運動,在0T1/2時間內(nèi)水平方向

豎直方向, ,

,

則粒子飛出電場時的速度

,所以該速度與水平方向的夾角θ45°.

(3)粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動,由,得

由幾何關(guān)系及粒子在磁場中運動的對稱性可知, 時離開磁場后不會第二次進入電場,即.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,水平桌面上固定有一半徑為R的光滑金屬細圓環(huán),環(huán)面水平,圓環(huán)總電阻為r;空間有一勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,方向豎直向下;一長度為2R、電阻可忽略的導體棒AC置于圓環(huán)左側(cè)并與環(huán)相切,切點為棒的中點。一拉力作用于棒中點使其以恒定加速度a從靜止開始向右運動,運動過程中棒與圓環(huán)接觸良好。下列說法正確的是

A.棒運動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在棒中由A流向C

B.棒通過整個圓環(huán)所用的時間為

C.棒經(jīng)過環(huán)心時流過棒的電流為

D.棒經(jīng)過環(huán)心時所受安培力的大小為

【答案】D

【解析】

試題分析:據(jù)題意,當棒運動過程中,右手定則可得感應(yīng)電流方向為從C到A,故選項A錯誤;由于棒做勻加速運動,棒通過整個環(huán)的時間為:,,故選項B錯誤經(jīng)過環(huán)心時速度為:,,此時產(chǎn)生電流為:故選項C錯誤;棒經(jīng)過環(huán)心時受到的安培力為:,故選項D正確。

考點:本題考查電磁感應(yīng)和安培力已經(jīng)勻變速運動。

型】單選題
結(jié)束】
118

【題目】如圖,在繞地運行的天宮一號實驗艙中,宇航員王亞平將支架固定在桌面上,擺軸末端用細繩連接一小球.拉直細繩并給小球一個垂直細繩的初速度,它做圓周運動.在a、b兩點時,設(shè)小球動能分別為Eka、Ekb,細繩拉力大小分別為Ta、Tb,阻力不計,則(  )

A. EkaEkb B. EkaEkb C. TaTb D. TaTb

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為一物體做直線運動時的圖象,但縱坐標表示的物理量未標出。已知物體在前2 s時間內(nèi)向東運動,則以下判斷正確的是

A.若縱坐標表示速度,則物體在4s內(nèi)的位移為4 m

B.若縱坐標表示速度,則物體在4s內(nèi)的加速度大小不變,方向始終向東

C.若縱坐標表示位移,則物體在4s內(nèi)的運動方向始終向東

D.若縱坐標表示位移,則物體在4s內(nèi)的位移為零

【答案】C

【解析】

試題分析:若縱坐標表示速度:在4s內(nèi)圖線與時間軸所圍成的面積為零,則位移為零,A錯誤;

圖線的斜率表示加速度,斜率不變,知加速度大小和方向都不變,前2s時間內(nèi)向東運動,因為物體做減速運動,則加速度的方向與速度的方向相反,則物體的加速度方向向西B錯誤.

若縱坐標表示位移:初末位置不同,則位移不為零.物體在前2s時間內(nèi)向東運動,從圖線可知在4s內(nèi)物體一直向東運動C正確,D錯誤.

考點:本題考查v-t,x-t圖像。

型】單選題
結(jié)束】
68

【題目】如圖所示,平行板電容器與恒壓電源連接,電子以速度v0垂直于電場線方向射入并穿過平行板間的電場,設(shè)電容器極板上所帶的電荷量為Q,電子穿出平行板電容器時在垂直于板面方向偏移的距離為y,若僅使電容器上極板上移,以下說法正確的是(  )

A. Q減小,y不變 B. Q減小,y減小

C. Q增大,y減小 D. Q增大,y增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是________

A.松香在熔化過程中溫度不變,分子平均動能不變

B.當分子間的引力與斥力平衡時,分子勢能最小

C.液體的飽和汽壓與飽和汽的體積有關(guān)

D.若一定質(zhì)量的理想氣體被壓縮且吸收熱量,則壓強一定增大

E.若一定質(zhì)量的理想氣體分子平均動能減小,且外界對氣體做功,則氣體一定放熱

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,a、b間輸入電壓有效值為220 V、頻率為50 Hz的正弦式交流電,兩燈泡額定電壓相等,變壓器為理想變壓器,電流表和電壓表均為理想交流電表,閉合開關(guān)后,兩燈泡均正常發(fā)光,電流表的示數(shù)為1 A,電壓表示數(shù)為22 V,由此可知(  )

A. 變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為9:1

B. 正常發(fā)光時,燈泡L1的電阻是L23

C. 原線圈電流為A

D. 副線圈交變電流的頻率為5Hz

【答案】AC

【解析】因為兩燈泡額定電壓相等,閉合開關(guān)后,兩燈泡均正常發(fā)光,所以原線圈兩端電壓為220V-22V=198V,原、副線圈匝數(shù)比,A正確;根據(jù),原線圈電流,根據(jù),可知RL1=9RL2,B錯誤,C正確;變壓器不改變交流電的頻率,D錯誤.

型】選題
結(jié)束】
55

【題目】某同學在老師指導下利用如圖甲裝置做實驗,在固定支架上懸掛一蹄形磁鐵,懸掛軸與一手柄固定連接,旋轉(zhuǎn)手柄可連帶磁鐵一起繞軸線OO旋轉(zhuǎn),蹄形磁鐵兩磁極間有一可繞軸線OO自由旋轉(zhuǎn)的矩形線框abcd(cd與軸線OO重合).手柄帶著磁鐵以8rad/s的角速度勻速旋轉(zhuǎn),某時刻蹄形磁鐵與線框平面正好重合,如圖乙所示,此時線框旋轉(zhuǎn)的角速度為6rad/s,已知線框邊ab=5cm,ad=2cm,線框所在處磁場可視為勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B=0.4T,線框匝數(shù)為200匝,電阻為1.6Ω,則下列說法正確的是(  )

A. 若手柄逆時針旋轉(zhuǎn)(俯視),線框?qū)㈨槙r針旋轉(zhuǎn)

B. 若手柄逆時針旋轉(zhuǎn)(俯視),在圖乙時刻線框中電流的方向為abcda

C. 在圖乙時刻線框中電流的熱功率為0.016W

D. 在圖乙時刻線框bc邊受到的安培力大小為8×104N

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,真空中兩個等量異種點電荷+q(q>0)和-q以相同角速度繞O點在紙面中沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動,O點離+q較近,則(  )

A. O點的磁感應(yīng)強度方向始終垂直紙面向外

B. O點的磁感應(yīng)強度方向始終垂直紙面向里

C. O點的磁感應(yīng)強度方向隨時間周期性變化

D. O點的磁感應(yīng)強度大小隨時間周期性變化

【答案】A

【解析】點電荷+qO點勻速轉(zhuǎn)動,相當于逆時針方向的環(huán)形電流,由安培定則可知,在O點產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向外;點電荷-qO點勻速轉(zhuǎn)動,相當于順時針方向的環(huán)形電流,由安培定則可知,在O點產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里.因+qO點近,+qO點激發(fā)的磁場的磁感應(yīng)強度較強,故合磁場的磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向外,選項A正確,B、C錯誤;由于+q和-qO點的距離始終保持不變,則等效電流在該點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小不變,合磁場的磁感應(yīng)強度大小保持不變,選項D錯誤.

型】單選題
結(jié)束】
52

【題目】如圖甲所示,以等腰直角三角形ABC為邊界的有界勻強磁場垂直于紙面向里,一個等腰直角三角形線框abc的直角邊ab的長是AB長的一半,線框abc在紙面內(nèi),線框的cb邊與磁場邊界BC在同一直線上,現(xiàn)在讓線框勻速地向右通過磁場區(qū)域,速度始終平行于BC邊,則在線框穿過磁場的過程中,線框中產(chǎn)生的電流隨時間變化的關(guān)系圖象是(設(shè)電流沿順時針方向為正)(  )

A.

B.

C.

D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】為了測定某電池的電動勢和內(nèi)阻,設(shè)計了圖甲所示的電路。

(1)根據(jù)圖甲電路,請在圖乙中用筆畫線代替導線,連接好實物圖_________

(2)先將滑動變阻器的滑片P調(diào)到______(填“a”或“b”)端;再將S2接到圖甲中的1位置合上開關(guān)S1,滑動滑片P,記錄多組電壓表和電流表的示數(shù),作出U-I圖象,為圖丙中一直線AB,則電池內(nèi)阻的測量值______(填“大于”“小于“或“等于"真實值.

(3)為了準確地測出該電池的電動勢和內(nèi)阻,將S2接到圖甲中的2位置,重復(fù)(2)中的過程,作出U-I圖象,為圖丙中一直線AB。已知直線A、B與兩軸的截距分別為。UA、IA、UB、IB,則該電池電動勢的真實值為______,內(nèi)阻的真實值為______

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,長100cm、內(nèi)徑均勻的細玻璃管,一端封閉、另一端開口并水平放置,長為30cm的水銀柱封住50cm長的空氣柱。將玻璃管緩慢地轉(zhuǎn)到開口向下的豎直位置,發(fā)現(xiàn)水銀柱長度變?yōu)?/span>25cm,繼續(xù)把玻璃管緩慢轉(zhuǎn)動180°至開口端向上,已知環(huán)境溫度為。求:

(1)大氣壓強的數(shù)值;

(2)開口端向上的情況下,環(huán)境溫度至少升高到多少開爾文才能使水銀完全溢出。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一根彈性長繩沿x軸放置,左端點位于坐標原點,A點和B點分別是繩上x1=2mx2=5m處的質(zhì)點用手握住繩的左端,當t=0時使手開始沿y軸做簡諧振動,在t=05s時,繩上形成如圖所示的波形下列說法中正確的是

A此列波的波長為1m,波速為4m/s

B此列波為橫波,端點開始時先向上運動

C當t=25s時,質(zhì)點B開始振動

Dt=35s后,A、B兩點的振動情況總相同

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同步練習冊答案