【題目】如圖所示,光滑導軌MN和PQ固定在豎直平面內,導軌間距為L,兩端分別接有阻值均為R的定值電阻R1和R2, 兩導軌間有一邊長為的正方形區(qū)域abcd,該區(qū)域內有磁感應強度大小為B,方向垂直紙面向里的勻強磁場.一質量為m的金屬桿與導軌相互垂直且接觸良好,從ab處由靜止釋放,若金屬桿離開磁場前已做勻速運動,其余電阻均不計.求:
(1) 金屬桿離開磁場前的瞬間流過R1的電流大小和方向;
(2) 金屬桿離開磁場時速度的大小;
(3) 金屬桿穿過整個磁場過程中電阻R1上產生的電熱.
【答案】(1),方向從P到M;(2);(3)
【解析】
(1)桿出磁場前已做勻速運動,重力與安培力平衡,由安培力公式F=BIL和平衡條件求解;
(2)桿產生的感應電動勢E=Bv,又根據閉合歐姆定律得到E=I,聯(lián)立可求得速度v;
(3)金屬桿穿過整個磁場過程中,重力做功為mg,桿獲得的動能為mv2,根據能量守恒定律求解回路中產生的總熱量,根據兩個電阻并聯(lián)求解R1上產生的電熱.
(1)設流過金屬桿中的電流為I,由平衡條件得mg=BI,
解得I=
所以R1中的電流大小I1=,方向從P到M.
(2)設桿勻速運動時的速度為v
由E=Bv
E=I
得v=
(3)mg=Q+mv2
得
R1上產生的焦耳熱為
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【題目】真空中有一點電荷Q,MN是這個點電荷電場中的一條水平直線,如圖所示,A、B、C是直線MN上的三個點,B是A、C的中點,點電荷Q位于A點正上方O處(未畫出)。設A、B、C三點場強大小分別為EA、EB、EC,且EB=EA,則EC的值為
A. EA B. EA C. EA D. EA
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【題目】2018年2月13日,平昌冬奧會女子單板滑雪U形池項目中,我國選手劉佳宇榮獲亞軍。如圖所示為U形池模型,其中a、c為U形池兩側邊緣,在同一水平面,b為U形池最低點。劉佳宇從a點上方h高的O點自由下落由左側進入池中,從右側飛出后上升至最高位置d點相對c點高度為。不計空氣阻力,下列判斷正確的是
A. 從O到d的過程中機械能減少
B. 從a到d的過程中機械能守恒
C. 從d返回到c的過程中機械能減少
D. 從d返回到b的過程中,重力勢能全部轉化為動能
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【題目】如圖所示,一圓柱形鐵芯上沿軸線方向繞有矩形線圈,鐵芯與磁極的縫隙間形成了輻向均勻磁場,磁場的中心與鐵芯的軸線重合.當鐵芯繞軸線以角速度ω沿順時針方向勻速轉動時,下列線圈中電流隨時間變化的圖象,正確的是(從圖位置開始計時,N、S極間縫隙的寬度不計,以a邊的電流進入紙面,b邊的電流出紙面為正方向)( )
A. B.
C. D.
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【題目】如圖所示,勻強磁場的方向垂直紙面向里,一帶電微粒從磁場邊界d點垂直于磁場方向射入,沿曲線dpa打到屏MN上的a點,通過pa段用時為t.若該微粒經過P點時,與一個靜止的不帶電微粒碰撞并結合為一個新微粒,最終打到屏MN上。若兩個微粒所受重力均忽略,則新微粒運動的 ( )
A. 軌跡為pb,至屏幕的時間將小于t
B. 軌跡為pc,至屏幕的時間將大于t
C. 軌跡為pa,至屏幕的時間將大于t
D. 軌跡為pb,至屏幕的時間將等于t
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【題目】在“研究電磁感應現(xiàn)象”的實驗中,首先按右上圖接線,以查明電流表指針的偏轉方向與電流方向之間的關系.當閉合S時觀察到電流表指針向左偏,不通電時電流表指針停在正中央.然后按如圖所示將電流表與線圈B連成一個閉合回路,將線圈A、電池、滑動變阻器和電鍵S串聯(lián)成另一個閉合電路.
(1)S閉合后,將線圈A插入線圈B的過程中,電流表的指針將 (填:左偏、右偏或者不偏).
(2)線圈A放在B中不動時,指針將 (填:左偏、右偏或者不偏).
(3)線圈A放在B中不動,將滑動變阻器的滑片P向左滑動時,電流表指針將 (填:左偏、右偏或者不偏).
(4)線圈A放在B中不動,突然斷開S.電流表指針將 (填:左偏、右偏或者不偏).
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【題目】如圖所示,半徑為a的圓內有一固定的邊長為1.5a的等邊三角形框架ABC,框架中心與圓心重合,S為位于BC邊中點處的狹縫.三角形框架內有一水平放置帶電的平行金屬板,框架與圓之間存在磁感應強度大小為B,方向垂直紙面向里的勻強磁場.一束質量為m、電量為q,不計重力的帶正電的粒子,從P點由靜止經兩板間電場加速后通過狹縫S,垂直BC邊向下進入磁場并發(fā)生偏轉.忽略粒子與框架碰撞時能量與電量損失.求:
(1)要使粒子進入磁場后第一次打在SB的中點,則加速電場的電壓為多大?
(2)要使粒子最終仍能回到狹縫S,則加速電場電壓滿足什么條件?
(3)回到狹縫S的粒子在磁場中運動的最短時間是多少?
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【題目】如圖所示,一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經歷ab、be、cd、de四個過程到達狀態(tài)e,其中ba的延長線經過原點,bc連線與橫軸平行,de連線與縱軸平行。下列說法正確的是_______
A. ab過程中氣體從外界吸熱
B. bc過程中氣體內能不變
C. cd過程中氣體從外界吸熱
D. de過程中外界對氣體做功
E. 狀態(tài)a的氣體體積比狀態(tài)d的氣體體積小
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【題目】在光滑的水平面上,有一矩形勻強場區(qū)域,磁場方向豎直向下。一正方形導線框(邊長小于磁場寬度)位于水平面上,以垂直于磁場邊界的初速度從左向右通過該磁場區(qū)域,如圖所示。則在此過程中
A. 線框進入磁場和離開磁場的過程中平均加速度相等
B. 線框進入磁場和離開磁場的過程中通過線框橫截面的電量相等
C. 線框進入磁場和離開磁場的過程中線框產生的熱量相等
D. 線框進入磁場和離開磁場的過程中安培力的沖量相等
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