【題目】如圖所示,一個足夠長的“U”形金屬導(dǎo)軌NMPQ固定在水平面內(nèi),導(dǎo)軌間距為L=0.50m。一根質(zhì)量為m=0.50kg的均勻金屬導(dǎo)體棒ab橫跨在導(dǎo)軌上且接觸良好,abMP恰好圍成一個正方形。該軌道平面處在磁感應(yīng)強度豎直向上、大小可以隨時間變化的勻強磁場中。ab棒與導(dǎo)軌間的動摩擦力為f=1.0N(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力),棒的電阻為R=0.10Ω,其他電阻均不計。開始時,磁感應(yīng)強度B0=0.50T。
(1)若從t=0開始,調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強度的大小,使其以變化率均勻增加。求經(jīng)過多長時間ab棒開始滑動?
(2)若保持磁感應(yīng)強度B0的大小不變,給ab棒施加一個與之垂直且水平向右的拉力F,使金屬棒從靜止開始運動,其速度大小與位移大小的函數(shù)關(guān)系為,求金屬棒從靜止開始運動到的過程中,拉力F所做的功。
【答案】(1)3.75s(2)8.5J
【解析】
(1)當(dāng)磁感強度的大小均勻增加時,回路中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流,ab棒受到的安培力均勻增大,當(dāng)安培力等于棒所受的最大靜摩擦力時,棒剛開始運動.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、安培力公式和平衡條件結(jié)合求解時間和電流;
(2)若保持磁感強度B0的大小不變,給ab棒施加一個水平向右的拉力,棒向右做勻加速運動,分析棒的受力情況,根據(jù)功能關(guān)系求解拉力的功.
(1)感應(yīng)電動勢
感應(yīng)電流
磁感應(yīng)強度
導(dǎo)體棒剛要移動時
得
(2)導(dǎo)體棒速度為時,電流
安培力
安培力做功
克服摩擦力做功
導(dǎo)體棒動能
由功能關(guān)系,拉力做功
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【題目】如圖為用來冶煉合金鋼的真空冶煉爐,爐外有線圈,將金屬材料置于冶煉爐中,當(dāng)線圈中通以電流時用感應(yīng)加熱的方法使?fàn)t內(nèi)金屬發(fā)熱下列說法中正確的是
A. 線圈中通以恒定電流,金屬材料中也能產(chǎn)生感應(yīng)電流
B. 線圈中通以正弦交流電,在金屬材料中產(chǎn)生的渦流也是交流電
C. 感應(yīng)加熱是利用金屬材料中的渦流冶煉金屬的
D. 感應(yīng)加熱是利用線圈電阻產(chǎn)生的焦耳熱冶煉金屬的
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【題目】如圖所示,質(zhì)量M=3kg的滑塊套在水平固定著的軌道上并可在軌道上無摩擦滑動。質(zhì)量m=2kg的小球(視為質(zhì)點)通過長L=0.5m的輕桿與滑塊上的光滑軸O連接,開始時滑塊靜止, 輕桿處于水平狀態(tài),現(xiàn)讓小球從靜止開始釋放,取g=10m/s2,下列說法正確的的是( )
A. 小球m從初始位置到第一次到達最低點的過程中,輕桿對小球的彈力一直沿桿方向
B. 小球m從初始位置到第一次到達最低點時,小球m速度大小為
C. 小球m從初始位置到第一次到達最低點的過程中,滑塊M在水平軌道上向右移動了0.2m
D. 小球m上升到的最高位置比初始位置低
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【題目】如圖所示,光滑圓形軌道固定在豎直平面內(nèi),一可視為質(zhì)點的小球 在軌道內(nèi)運動,小球始終不脫離軌道,重力加速度為 g。則小球通過最低點時的加速度大小可能為( )
A. 5g
B.
C. 3g
D. 2g
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【題目】如圖所示,有界勻強磁場垂直紙面向里,一閉合導(dǎo)線框abcd從高處自由下落,運動一段時間后進入磁場,下落過程線框始終保持豎直,對線框進入磁場過程的分析正確的是( )
A. 感應(yīng)電流沿順時針方向
B. a端電勢高于b端
C. 可能勻加速進入
D. 感應(yīng)電流的功率可能大于重力的功率
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【題目】如圖所示,在研究物體做平拋運動時,讓小球A沿曲面軌道滾下,離開軌道末端時(末端水平,小球A離開軌道時和小球B在同一高度),撞開接觸式開關(guān)S(開關(guān)對小球的作用力可忽略不計),被電磁鐵吸住的小球B同時自由下落。多次改變整個裝置的高度H重復(fù)上述實驗,發(fā)現(xiàn)A、B兩球總是同時落地。該實驗現(xiàn)象說明了A球在離開軌道后
A. 水平方向的分運動是勻速直線運動
B. 水平方向的分運動是勻加速直線運動
C. 豎直方向的分運動是自由落體運動
D. 豎直方向的分運動是勻速直線運動
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【題目】中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),是繼美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng).預(yù)計2020年左右,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將形成全球覆蓋能力.如圖所示是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖,已知a、b、c三顆衛(wèi)星均做圓周運動,a是地球同步衛(wèi)星,則
A. 衛(wèi)星a的角速度大于c的角速度
B. 衛(wèi)星a的加速度大于b的加速度
C. 衛(wèi)星a的運行速度大于第一宇宙速度
D. 衛(wèi)星b的周期等于24 h
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【題目】1922年英國物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎.若速度相同的一束粒子由極板間左端射入質(zhì)譜儀后分裂為a、b、c三束,分別運動到磁場邊界的膠片上,它們的運動軌跡如圖所示.則下列相關(guān)說法中正確的是( )
A. 極板P1帶正電
B. a離子的電荷量最大
C. 所有離子從射入到打在膠片上所用時間相等
D. 若a、b、c離子為氫的三種同位素原子核,則c離子為氚核
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【題目】2018年12月27日,北斗三號基本系統(tǒng)已完成建設(shè),開始提供全球服務(wù)其導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星運動軌道如圖所示:a為低軌道極地衛(wèi)星;b為地球同步衛(wèi)星;c為傾斜軌道衛(wèi)星,其軌道平面與赤道平面有一定的夾角,周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同。下列說法正確的是( 。
A. 衛(wèi)星a的機械能一定比衛(wèi)星b的機械能大
B. 衛(wèi)星a的機械能一定比衛(wèi)星b的機械能小
C. 衛(wèi)星b的向心加速度與衛(wèi)星c的向心加速度大小相等
D. 衛(wèi)星b的向心加速度與衛(wèi)星c的向心加速度大小不相等
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