【題目】如圖所示,兩根足夠長的光滑金屬導軌MN、PQ間距為l=0.5 m,其電阻不計,兩導軌及其構成的平面均與水平面成30°角.完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導軌放置,每棒兩端都與導軌始終有良好接觸,已知兩棒的質量均為0.02 kg,電阻均為R=0.1 Ω,整個裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中,磁感應強度為B=0.2 T,棒ab在平行于導軌向上的力F作用下,沿導軌向上勻速運動,而棒cd恰好能保持靜止.取g=10 m/s2,問:
(1)通過cd棒的電流I是多少,方向如何?
(2)棒ab受到的力F多大?
(3)棒cd每產(chǎn)生Q=0.1 J的熱量,力F做的功W是多少?
【答案】(1),方向由d至c(2)(3)
【解析】(1)棒cd受到的安培力為: ①
棒cd在共點力作用下平衡,則: ②
由①②式,代入數(shù)據(jù)解得: ③
根據(jù)楞次定律可知,棒cd中的電流方向由d至c ④
(2)棒ab與棒cd受到的安培力大小相等,即:
對棒ab,由共點力平衡知: ⑤
代入數(shù)據(jù)解得: ⑥
(3)設在時間t內(nèi)棒cd產(chǎn)生的熱量,由焦耳定律知: Rt ⑦
設棒ab勻速運動的速度大小為v,其產(chǎn)生的感應電動勢為: ⑧
由閉合電路歐姆定律知: ⑨
由運動學公式知在時間t內(nèi),棒ab沿導軌的位移為: ⑩
力F做的功為:
綜合上述各式,代入數(shù)據(jù)解得: 。
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【題目】目前世界上正研究的一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機,如圖表示它的發(fā)電原理:將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和帶負電的微粒,而從整體來說呈中性)沿圖中所示方向噴射入磁場,磁場中有兩塊平行的水平金屬板A、B,這時金屬板上就聚集了電荷.在磁極配置如圖所示的情況下,下述說法正確的是( )
A. A板帶正電 B. 有電流從b經(jīng)電阻流向a
C. 金屬板A、B間的電場方向向下 D. 等離子體在A、B間運動時,磁場力對等離子體做正功
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【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)光滑圓弧軌道半徑為R,等邊三角形ABC的邊長為L,頂點C恰好位于圓周最低點,CD是AB邊的中垂線.在A、B兩頂點上放置一對等量異種電荷.現(xiàn)把質量為m帶電荷量為+Q的小球由圓弧的最高點M處靜止釋放,到最低點C時速度為v0.不計+Q對原電場的影響,取無窮遠處為零電勢,靜電力常量為k,則( )
A. 小球在圓弧軌道上運動過程機械能守恒
B. C點電勢比D點電勢高
C. M點電勢為(mv02﹣2mgR)
D. 小球對軌道最低點C處的壓力大小為mg+m+2k
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【題目】如圖所示,細桿的一端與一小球相連,可繞過O點的水平軸自由轉動.現(xiàn)在a處給小球一初速度,使它做圓周運動,圖中a、b分別表示小球軌道的最低點和最高點,則關于桿對球的作用力的說法正確的是( 。
A. a處一定為拉力 B. b處一定為拉力
C. b處一定為支持力 D. 在b處桿對球可能沒有作用力
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【題目】如圖所示,在空間水平面MN的下方存在豎直向下的勻強電場,質量為m的帶電小球由MN上方的A點以一定的初速度水平拋出,從B點進入電場,到達C點時速度方向恰好水平, A、B、C三點在同一直線上,且AB=2BC,由此可見,下列說法正確的是()
A. 電場力為2mg
B. 小球帶正電
C. 小球從A到B與從B到C的運動時間相等
D. 小球從A到B與從B到C的速度變化量相等
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【題目】如圖所示,在勻強電場中建立直角坐標系xOy,y軸豎直向上,一質量為m、電荷量為+q的微粒從x軸上的M點射出,方向與x軸夾角為θ,微粒恰能以速度v做勻速直線運動,重力加速度為g.
(1)求勻強電場場強E;
(2)若再疊加一圓形邊界的勻強磁場,使微粒能到達x軸上的N點,M、N兩點關于原點O對稱,距離為L,微粒運動軌跡也關于y軸對稱.已知磁場的磁感應強度大小為B,方向垂直xOy平面向外,求磁場區(qū)域的最小面積S及微粒從M運動到N的時間t.
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【題目】小明站在水平地面上,手握不可伸長的輕繩一端,繩的另一端系有質量為m的小球,甩動手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運動。當球某次運動到最低點時,繩突然斷掉,球飛行水平距離d后落地。已知握繩的手離地面高度為d,手與球之間的繩長為d,重力加速度為g。忽略手的運動半徑和空氣阻力。
(1)求繩斷時球的速度大小和球落地時的速度大小。
(2)求繩能承受的最大拉力多大?
(3)改變繩長(繩承受的最大拉力不變),保持手的位置不動,使球重復上述運動,若繩仍在球運動到最低點時斷掉,要使球拋出的水平距離最大,繩長應為多少?最大水平距離為多少?
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【題目】兩只完全相同的電流表,一只改裝成電壓表,一只改裝成電流表,一同學做實驗時,誤將電壓表和電流表串聯(lián)起接入電路中,則( )
A.兩只表的指針都不能偏轉
B.兩只表的指針偏轉角度相等
C.電壓表的指針有偏轉,電流表的指針幾乎不偏轉
D.電流表的指針有偏轉,電壓表的指針幾乎不偏轉
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