【題目】如圖所示,空間中等間距分布著水平方向的3個條形勻強(qiáng)磁場,豎直方向磁場區(qū)域足夠長,磁感應(yīng)強(qiáng)度,每一條形磁場區(qū)域的寬度及相鄰條形磁場區(qū)域的間距為d=0.5m,現(xiàn)有一邊長l=0.1m、質(zhì)量m=0.02kg、電阻的單匝正方形線框MNOP,在水平恒力F=0.3N作用下由靜止開始從左側(cè)磁場邊緣水平進(jìn)入磁場,在穿出第3個磁場區(qū)域中的水平方向上做勻速運(yùn)動,運(yùn)動過程中線框MN邊始終平行于磁場邊界,取,不計空氣阻力。求:
(1)線框在剛好穿出第3個磁場區(qū)域時的水平分速度;
(2)線框從開始進(jìn)入磁場到剛好完全穿出第3個磁場區(qū)域所用的時間;
(3)線框剛好完全穿出第3個磁場區(qū)域時的速度大小和速度方向與豎直方向夾角的正切值。
【答案】(1)3m/s.(2)0.4s(3)
【解析】
解:(1)由題意知線框剛好穿出第3個磁場區(qū)域時水平合力為零,即
由閉合電路歐姆定律有:
而
解得所求速度為:
(2)設(shè)線框從開始進(jìn)入磁場到剛好完全穿出第3個磁場區(qū)域的時間為t,則恒力F的沖量:,其中△v1為恒力F作用下線框速度的變化量
設(shè)線框進(jìn)出磁場過程中某時刻水平方向的分速度為v,在很小的△t時間內(nèi)可近似認(rèn)為線框所受的安培力恒定,有:
△t時間內(nèi),安培力的沖量:
即:
累加得:,△v2為線框進(jìn)出磁場過程中安培力引起的速度的改變量
根據(jù)楞次定律可知,安培力始終與線框水平方向的分運(yùn)動方向相反,故有:
又知
聯(lián)立可得:
(3)線框剛好完全穿出第3個磁場區(qū)域時,豎直分速度:
速度:
設(shè)速度與豎直方向夾角為θ,則
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一導(dǎo)體材料的樣品的體積為a×b×c, A′、C、A、C′為其四個側(cè)面,如圖所示.已知導(dǎo)體樣品中載流子是自由電子,且單位體積中的自由電子數(shù)為n,電阻率為ρ,電子的電荷量為e,沿x方向通有電流I.
(1)導(dǎo)體樣品A′、A兩個側(cè)面之間的電壓是________,導(dǎo)體樣品中自由電子定向移動的速率是________.
(2)將該導(dǎo)體樣品放在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向沿z軸正方向,則導(dǎo)體側(cè)面C的電勢________(填“高于”、“低于”或“等于”)側(cè)面C′的電勢.
(3)在(2)中,達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時,沿x方向的電流仍為I,若測得C、C′兩側(cè)面的電勢差為U,則勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為 。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】汽車安全氣囊的工作原理可簡化等效為以下過程:碰撞傳感器被碰撞觸發(fā),激發(fā)氣體發(fā)生器點(diǎn)火產(chǎn)生高壓氣體,高壓氣體立即對展開的氣囊充氣以保證人員安全。此過程模擬由如圖裝置完成,當(dāng)汽車受到撞擊時,氣體發(fā)生器產(chǎn)生的氣體先充滿發(fā)生器容器A,隨后傳感器打開充氣閥門K,氣體發(fā)生器為氣囊B充氣,瞬間充滿氣囊。氣囊體積為氣體發(fā)生器體積的20倍,氣囊能承受的最大壓強(qiáng)為5個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,碰撞情況下人體能夠承受的最大沖擊壓強(qiáng)為25N/cm2。在某次實驗中,當(dāng)人體受沖擊沉入氣囊時氣囊體積減小,不考慮溫度對充氣的影響,取標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,求氣體發(fā)生器產(chǎn)生的氣體壓強(qiáng)的安全范圍。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】小明同學(xué)遙控小船做過河實驗,并繪制了四幅小船過河的航線圖,如圖所示.圖中實線為河岸,河水的流動速度不變,方向水平向右,虛線為小船從河岸M駛向?qū)Π?/span>N的實際航線,小船相對于靜水的速度不變,并且大于河水的流動速度.則( )
A. 航線圖甲是正確的,船頭保持圖中的方向,小船過河時間最短
B. 航線圖乙是正確的,船頭保持圖中的方向,小船過河位移最短
C. 航線圖丙是正確的,船頭保持圖中的方向,小船過河位移最短
D. 航線圖丁不正確,如果船頭保持圖中的方向,船的軌跡應(yīng)該是曲線
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】為了探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系,實驗室提供如圖所示的器材:A為小車,B為電火花打點(diǎn)計時器,C為裝有砝碼的小桶,D為一端帶有定滑輪的長木板,實驗中認(rèn)為細(xì)繩對小車的拉力等于砝碼和小桶的總重力.請回答下列問題:
(1)為了消除小車與長木板之間的摩擦力的影響,采用的做法是___________.
(2)為了直觀地判斷小車加速度a與其質(zhì)量m 的數(shù)量關(guān)系,應(yīng)保持______不變,作______圖象(選填“a-m”或“”)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)半徑R=045m的光滑半圓形軌道BCD,與傾角為37°的斜面在B點(diǎn)處圓滑連接。A、D兩點(diǎn)等高,在A處固定一彈射器。質(zhì)量m=0.2kg的小物塊(可看作質(zhì)點(diǎn))從彈射器彈出后,沿動摩擦因數(shù)μ=0.5的斜面下滑,到達(dá)B端時速度為m/s,然后通過半圓形軌道從D點(diǎn)水平飛出,求:
(1)小物塊被彈射器彈出過程中,彈射器釋放的彈性勢能;
(2)小物塊在D點(diǎn)時對軌道的作用力;
(3)小物塊從D點(diǎn)飛出后落在斜面上離B點(diǎn)的距離。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】正三角形導(dǎo)線框abc固定在勻強(qiáng)磁場中,磁場的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的規(guī)律如圖所示.規(guī)定垂直紙面向里為磁場的正方向,abca的方向為線框中感應(yīng)電流的正方向,水平向右為安培力的正方向.關(guān)于線框中的電流i與ab邊所受的安培力F隨時間t變化的圖象,下列選項正確的是( )
A. B.
C. D.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一電子束垂直于電場線與磁感線方向入射后沿直線前進(jìn)(開關(guān)S處于閉合狀態(tài))。下列做法中,電子束仍沿入射方向做直線運(yùn)動是( )
A. 保持開關(guān)S閉合,將極板間距離適當(dāng)減小
B. 保持開關(guān)S閉合,將變阻器滑片P向右滑動
C. 斷開開關(guān)S,將極板間距離適當(dāng)增大
D. 斷開開關(guān)S,將極板間距離適當(dāng)減小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,地面上固定有一半徑為R的半圓形凹槽,O為圓心,AB為水平直徑,F(xiàn)將小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從A處以初速度v1水平拋出后恰好落到D點(diǎn);若將該小球從A處以初速度v2水平拋出后恰好落到C點(diǎn),C、D兩點(diǎn)等高,OC與水平方向的夾角θ=60°,不計空氣阻力,則下列說法正確的是( )
A. v1:v2=1:3
B. 小球從開始運(yùn)動到落到凹槽上,速度的變化量兩次相同
C. 小球從開始運(yùn)動到落到凹槽上,前后兩次的平均速度之比為1:2
D. 小球落在凹槽上時,重力的瞬時功率兩次不同
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