【題目】如圖所示,MN、PQ和JK、ST為傾角皆為的足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌,都處在垂直于斜面的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.JK與ST平行,相距L,MN與PQ平行,相距.質(zhì)量分別為2m、m的金屬桿a和b垂直放置在導(dǎo)軌上.已知兩桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持光滑接觸,兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成回路的總電阻始終為R,重力加速度為g.下列說(shuō)法正確的是( )
A.若a固定,釋放b,則b最終速度的大小為
B.若同時(shí)釋放a、b,則b最終速度的大小為
C.若同時(shí)釋放a、b,當(dāng)b下降高度為h時(shí)達(dá)到最大速度,則此過(guò)程中兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中產(chǎn)生的電能為
D.若同時(shí)釋放a、b,當(dāng)b下降高度為h時(shí)達(dá)到最大速度,則此過(guò)程中通過(guò)回路的電荷量為
【答案】ACD
【解析】
A.a固定,b最終做勻速直線運(yùn)動(dòng),b受到的安培力為
對(duì)b,由平衡條件得
解得b的最終速度的大小為
,
A正確;
B.a受到的安培力
b受到的安培力
則
a的加速度為
b的加速度
則,a、b兩桿同時(shí)釋放,在同一時(shí)刻加速度大小相等,它們的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,則在同一時(shí)刻,兩桿的速度相等,即
回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
回路中的感應(yīng)電流為
b受到的安培力為
b勻速運(yùn)動(dòng)的速度是其最終速度,由平衡條件得
解得b的最終速度的大小為
B錯(cuò)誤;
C.由B的分析可知,同時(shí)釋放a、b,在任一時(shí)刻a、b的加速度、速度、運(yùn)動(dòng)時(shí)間都相等,它們的位移大小也相等,下降高度相等,當(dāng)b下降高度為h時(shí)達(dá)到最大速度,在此過(guò)程中,由能量守恒定律得
由B選項(xiàng)的分析可知,
解得此過(guò)程中兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中產(chǎn)生的電能
C正確;
D.若同時(shí)釋放a、b,當(dāng)b下降高度為h時(shí)達(dá)到最大速度,則此過(guò)程中通過(guò)回路的電荷量為
D正確.
故選ACD.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)具有裝置上的類似性 ,源于它們機(jī)理上的類似性.直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的工作原理可以簡(jiǎn)化為如圖1、圖2所示的情景.
在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩根光滑平等金屬軌道、固定在水平面內(nèi),相距為,電阻不計(jì).電阻為的金屬導(dǎo)體棒垂直于、放在軌道上,與軌道接觸良好,以速度(平行于)向右做勻速運(yùn)動(dòng).
圖1軌道端點(diǎn)間接有阻值為的電阻,導(dǎo)體棒受到水平向右的外力作用.圖2軌道端點(diǎn)間接有直流電源,導(dǎo)體棒通過(guò)滑輪勻速提升重物,電路中的電流為.
(1)求在時(shí)間內(nèi),圖1“發(fā)電機(jī)”產(chǎn)生的電能和圖2“電動(dòng)機(jī)”輸出的機(jī)械能;
(2)從微觀角度看,導(dǎo)體棒中的自由電荷所受洛倫茲在上述能量轉(zhuǎn)化中起著重要作用.為了方便,可認(rèn)為導(dǎo)體棒中的自由電荷為正電荷.
a.請(qǐng)?jiān)趫D3(圖1的導(dǎo)體棒)、圖4(圖2的導(dǎo)體棒)中,分別畫出自由電荷所受洛倫茲力的示意圖.
b.我們知道,洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功.那么,導(dǎo)體棒中的自由電荷所受洛倫茲力是如何在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中起到作用的呢?請(qǐng)以圖2“電動(dòng)機(jī)”為例,通過(guò)計(jì)算分析說(shuō)明.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖,F(xiàn)有一束幾種不同的正離子,經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)加速后,垂直射入速度選擇器(速度選擇器內(nèi)有相互正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1),離子束保持原運(yùn)動(dòng)方向未發(fā)生偏轉(zhuǎn)。接著進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2,發(fā)現(xiàn)這些離子分成幾束。忽略重力的影響,由此可得結(jié)論( 。
A.速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向內(nèi)
B.這些離子通過(guò)狹縫P的速率都等于
C.這些離子的電量一定不相同
D.這些離子的比荷一定不相同
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中有一個(gè)由均勻?qū)Ь制成的單匝矩形線框abcd,線框以恒定的速度v沿垂直磁場(chǎng)方向向右運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)中線框dc邊始終與磁場(chǎng)右邊界平行,線框邊長(zhǎng)ad=L,cd=2L.線框?qū)Ь的總電阻為R.則在線框離開磁場(chǎng)的過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.ad間的電壓為
B.流過(guò)線框截面的電量為
C.線框所受安培力的合力為
D.線框中的電流在ad邊產(chǎn)生的熱量為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示的正方形導(dǎo)線框abcd,電阻為R,現(xiàn)維持線框以恒定速度v沿x軸運(yùn)動(dòng),并穿過(guò)圖中所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,如果以x軸正方向?yàn)榱Φ恼较颍框在圖示位置的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)零點(diǎn),則磁場(chǎng)對(duì)線框的作用力F、線框ab邊兩端的電勢(shì)差Uab隨時(shí)間變化的圖像正確的是( )
A.B. C.D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,電路中A、B是兩個(gè)完全相同的燈泡,L是一個(gè)自感系數(shù)很大、電阻可忽略的自感線圈,C是電容很大的電容器。當(dāng)S閉合與斷開時(shí),A、B燈泡的發(fā)光情況是( )
A. S閉合,A亮一下又逐漸熄滅,B逐漸變亮
B. S閉合,B亮一下又逐漸變暗,A逐漸變亮
C. S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后,A和B一樣亮
D. S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后,A、B都熄滅
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示的電路中,電阻R1=R,R2=2R,單匝圓形金屬線圈半徑為r2,圓心為O,線圈導(dǎo)線的電阻為R,其余導(dǎo)線的電阻不計(jì).半徑為r1(r1<r2)、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨t變化的關(guān)系圖象如圖乙所示,電容器的電容為C.閉合開關(guān)S,t1時(shí)刻開始電路中的電流穩(wěn)定不變,下列說(shuō)法正確的是( )
A.電容器上極板帶正電
B.t1時(shí)刻,電容器所帶的電荷量為
C.t1時(shí)刻之后,線圈兩端的電壓為
D.t1時(shí)刻之后,R1兩端的電壓為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在水平放置的兩條平行光滑直導(dǎo)軌上有一垂直其放置的金屬棒ab,勻強(qiáng)磁場(chǎng)與軌道平面垂直,磁場(chǎng)方向如圖所示,導(dǎo)軌接有兩定值電阻及電阻箱R,R1=5 Ω,R2=6 Ω,其余電阻不計(jì).電路中的電壓表量程為0~10 V,電流表的量程為0~3 A,現(xiàn)將R調(diào)至30 Ω,用F=40 N的水平向右的力使ab垂直導(dǎo)軌向右平移,當(dāng)棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),兩電表中有一表正好達(dá)到滿偏,而另一表未達(dá)到滿偏.則下列說(shuō)法正確的是( )
A.當(dāng)棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),電流表滿偏
B.當(dāng)棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),電壓表滿偏
C.當(dāng)棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),棒ab的速度是1 m/s
D.當(dāng)棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),棒ab的速度是2 m/s
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】曾經(jīng)流行過(guò)一種向自行車車頭燈供電的小型交流發(fā)電機(jī),圖甲為其結(jié)構(gòu)示意圖圖中N、S是一對(duì)固定的磁極,abod為固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線圈,轉(zhuǎn)軸過(guò)be的中點(diǎn)、與ab邊平行,它的一端有一半徑的摩擦小輪,小輪與自行車車輪的邊緣相接觸,如圖乙所示當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng),從而使線圈在磁極間轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)線圈由匝的導(dǎo)線組成,每匝線圈圍成的面積,磁極間的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度,自行車車輪的半徑,小齒輪的半徑,大齒輪的半徑.現(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速轉(zhuǎn)動(dòng),問(wèn)大齒輪的角速度為多大時(shí)才能使發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值?(假定摩擦小輪與自行車車輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng))
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