【題目】如圖,兩條相距l的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面(紙面)內(nèi),其左端接一阻值為R的電阻;一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上;在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一面積為S的區(qū)域,區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1隨時間t的變化關(guān)系為,式中k為常量;在金屬棒右側(cè)還有一勻強(qiáng)磁場區(qū)域,區(qū)域左邊界MN(虛線)與導(dǎo)軌垂直,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方向也垂直于紙面向里。某時刻,金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開始向右運(yùn)動,在t0時刻恰好以速度v0越過MN,此后向右做勻速運(yùn)動。金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好,它們的電阻均忽略不計。求
(1)在t=0到t=t0時間間隔內(nèi),流過電阻的電荷量的絕對值;
(2)在時刻t(t>t0)穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小。
【答案】(1)(2)
【解析】試題分析:在金屬棒未越過MN之前,t時刻穿過回路的磁通量為①
設(shè)在從t時刻到的時間間隔內(nèi),回路磁通量的變化量為,流過電阻R的電荷量為
由法拉第電磁感應(yīng)有②
由歐姆定律有③
由電流的定義有④
聯(lián)立①②③④可得⑤
由⑤可得,在t=0到t=的時間間隔內(nèi),流過電阻R的電荷量q的絕對值為⑥
(2)當(dāng)時,金屬棒已越過MN,由于金屬棒在MN右側(cè)做勻速運(yùn)動,有⑦
式中f是外加水平恒力,F是勻強(qiáng)磁場施加的安培力。設(shè)此時回路中的電流為I,F的大小為⑧
此時金屬棒與MN之間的距離為⑨
勻強(qiáng)磁場穿過回路的磁通量為⑩
回路的總磁通量為
式中仍如①式所示,由①⑨⑩可得,在時刻t()穿過回路的總磁通量為
在t到的時間間隔內(nèi),總磁通量的改變為
由法拉第電磁感應(yīng)定律得,回路感應(yīng)電動勢的大小為
由歐姆定律有
聯(lián)立⑦⑧可得
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,邊長為1 m的正方體空間圖形ABCD—A1B1C1D1,其下表面在水平地面上,將可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從頂點(diǎn)A在∠BAD所在范圍內(nèi)(包括邊界)分別沿不同的水平方向拋出,落點(diǎn)都在A1B1C1D1平面范圍內(nèi)(包括邊界)。不計空氣阻力,以地面為重力勢能參考平面,g取10m/s2。則
A.小球落在B1點(diǎn)時,初始速度為m/s,是拋出速度的最小值
B.小球落在C1點(diǎn)時,初始速度為m/s,是拋出速度的最大值
C.落在B1D1線段上的小球,落地時機(jī)械能的最小值與最大值之比是1 :2
D.軌跡與AC1線段相交的小球,在交點(diǎn)處的速度方向相同
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示空間分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 三個足夠長的區(qū)域,各邊界面相互平行。其中Ⅰ、Ⅱ區(qū)域存在勻強(qiáng)電場: V/m,方向垂直邊界面豎直向上;EⅡ = V/m,方向水平向右,Ⅲ區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5.0T,方向垂直紙面向里。三個區(qū)域寬度分別為d1=5.0m、d2=4.0m、d3=10m。一質(zhì)量m=1.0×10-8kg、電荷量q = 1.6×10-6C 的粒子從O點(diǎn)由靜止釋放,粒子重力忽略不計。求:
(1)粒子離開區(qū)域Ⅰ時的速度
(2)粒子從區(qū)域Ⅱ進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅲ時的速度方向與邊界面的夾角
(3)粒子在Ⅲ區(qū)域中作圓周運(yùn)動的周期和離開Ⅲ區(qū)域時的速度方向與邊界面的夾角
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi),環(huán)的圓心與兩導(dǎo)線距離相等,環(huán)的直徑小于兩導(dǎo)線間距。兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向向下的恒定電流。若
A.金屬環(huán)向上運(yùn)動,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針方向
B.金屬環(huán)向下運(yùn)動,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針方向
C.金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針方向
D.金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針方向
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,在豎直平面內(nèi)有由圓弧AB和圓弧BC組成的光滑固定軌道,兩者在最低點(diǎn)B平滑連接。AB弧的半徑為R,BC弧的半徑為。一小球在A點(diǎn)正上方與A相距處由靜止開始自由下落,經(jīng)A點(diǎn)沿圓弧軌道運(yùn)動。
(1)求小球在B、A兩點(diǎn)的動能之比;
(2)通過計算判斷小球能否沿軌道運(yùn)動到C點(diǎn)。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量相等的A、B兩物體在同一水平線上。當(dāng)水平拋出A物體的同時,B物體開始自由下落(空氣阻力不計)。曲線AC為A物體的運(yùn)動軌跡,直線BD為B物體的運(yùn)動軌跡,兩軌跡相交于O點(diǎn)。則兩物體
A. 經(jīng)O點(diǎn)時速率相等
B. 從運(yùn)動開始至經(jīng)過O點(diǎn)過程中A的速度變化量最大
C. 從運(yùn)動開始至經(jīng)過O點(diǎn)過程中A、B重力的平均功率一定不相等
D. 在O點(diǎn)時重力的功率一定相等
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某氣體的摩爾質(zhì)量為M,分子質(zhì)量為m。若1摩爾該氣體的體積為Vm,密度為ρ,則該氣體單位體積分子數(shù)為(阿伏伽德羅常數(shù)為NA)
(A) (B) (C) (D)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】據(jù)媒體報道,到2013年底我國高速鐵路里程已達(dá)世界前列,若一列質(zhì)量為2×105kg的列車,在短短的490m距離內(nèi),速度由零增大到252km/h,在這個過程中,求:
(1)合外力對列車做的功W是多少?
(2)列車受到的平均合外力大小是多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一列簡諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正向傳播,波長不小于10 cm。O和A是介質(zhì)中平衡位置分別位于x=0和x=5 cm處的兩個質(zhì)點(diǎn)。t=0時開始觀測,此時質(zhì)點(diǎn)O的位移為y=4 cm,質(zhì)點(diǎn)A處于波峰位置;t=s時,質(zhì)點(diǎn)O第一次回到平衡位置,t=1 s時,質(zhì)點(diǎn)A第一次回到平衡位置。求:
(i)簡諧波的周期、波速和波長;
(ii)質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時間變化的關(guān)系式。
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