【題目】如圖,在水平直角坐標(biāo)平面xOy內(nèi),過原點(diǎn)O沿y軸固定一無限長絕緣通電直導(dǎo)線,電流方向沿+y方向、大小恒為I0,其周圍空間磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=kI0/x,k為常數(shù)、x為離直導(dǎo)線的垂直距離。OA、OB為沿Ⅰ、Ⅳ象限角平分線方向固定,材料、粗細(xì)均相同的兩根足夠長裸直導(dǎo)軌,兩導(dǎo)軌在原點(diǎn)O接觸良好,但與通電直導(dǎo)線絕緣。cd為長L、材料和粗細(xì)與導(dǎo)軌相同的足夠長裸金屬桿。現(xiàn)使cd桿從原點(diǎn)O開始垂直Ox軸貼著兩導(dǎo)軌向+x方向運(yùn)動(dòng),經(jīng)t秒運(yùn)動(dòng)至坐標(biāo)x處。在這一過程中,cd桿中電流強(qiáng)度大小恒為I。已知導(dǎo)軌、cd桿單位長度電阻為R0,不計(jì)導(dǎo)軌中電流產(chǎn)生的磁場的影響。
(1)判斷cd桿滑動(dòng)時(shí)感應(yīng)電流的方向,并求t秒末它的速率v與x的關(guān)系式;
(2)分析說明cd桿在運(yùn)動(dòng)過程中加速度大小的變化情況;
(3)求t秒末cd桿兩端電壓U與x的關(guān)系式;
(4)求t秒內(nèi)cd桿產(chǎn)生的焦耳熱Q與x的關(guān)系式。
【答案】(1) (2)桿的加速增大;(3)U=[(1+)L-2x]IR0(4)Q=2(-1)kI0Ix
【解析】(1)由安培定則、右手定則可以判定,cd桿中感應(yīng)電流方向沿+y方向;
解得:
(2)由上式,取連續(xù)相等兩位移Δx,cd桿經(jīng)過兩段位移速度變化量Δv相同,但由于cd桿加速滑動(dòng),故后一段位移時(shí)間Δt比前一段短,由 ,可知桿的加速增大;
(3)t秒末,cd桿在兩導(dǎo)軌之間的一段兩端電壓: ;
桿伸出導(dǎo)軌外部分兩端電壓:
所以cd桿兩端電壓:
(4)cd桿受到的安培力:
cd桿在t秒內(nèi),克服安培力的功等于閉合回路中產(chǎn)生的總焦耳熱:
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在一絕緣的水平面上,靜止放置一質(zhì)量為 3m 的物塊 B,在其 左側(cè)相距為 L 處放置一質(zhì)量為 m 的光滑小球 A,球 A 帶正電、電荷量為 q,物塊 B不帶電.在整個(gè)水平面上加上一方向水平向右的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為 E.球A在電場力作用下從靜止開始向右運(yùn)動(dòng),接著與物塊 B 發(fā)生第一次正碰.一段時(shí)間后 A、B 又發(fā)生第二次正碰.如此重復(fù).已知球 A 與物塊 B 每次發(fā)生碰撞的時(shí)間都極短且系統(tǒng)的機(jī)械能都沒有損失,碰撞過程無電荷轉(zhuǎn)移,且第二次碰撞發(fā)生在物塊 B的速度剛好減為零的瞬間.求:
(1)A、B 發(fā)生第一次碰撞后瞬間的速度.
(2)從一開始到 A、B 發(fā)生第 n 次碰撞時(shí),球 A 在水平面上的總位移
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】利用圖象來描述物理過程、探尋物理規(guī)律是常用的方法,如圖是描述某個(gè)物理過程的圖象,對(duì)相應(yīng)物理過程分析正確的是
A. 若該圖象為質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象,則前2秒內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的平均速率等于0
B. 若該圖象為一條電場線上電勢隨坐標(biāo)變化的圖象,則可能是點(diǎn)電荷電場中的一條電場線
C. 若該圖象為閉合線圈內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖象,則該閉合線圈內(nèi)一定產(chǎn)生恒定的電動(dòng)勢
D. 若該圖象為質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移—時(shí)間圖象,則質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程速度一定改變了方向
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一列沿x軸傳播的簡諧橫波,t = 0時(shí)刻的波形如圖(a)所示,質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像如圖(b)所示,則下列說法正確的是
A.該簡諧橫波的波長為8 m
B.介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期是6 s
C.該簡諧橫波的波速為1 m/s
D.該簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播
E.介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率是0.25 Hz
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,在點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中,實(shí)線MN是一條方向未標(biāo)出的電場線,虛線AB是一個(gè)電子只在靜電力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡。下列說法正確的是( )
A. 電子一定從A向B運(yùn)動(dòng)
B. A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢
C. 電子在A點(diǎn)的電勢能大于它在B點(diǎn)的電勢能
D. 電子在A點(diǎn)的加速度大于它在B點(diǎn)的加速度
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波,實(shí)線是在t=0時(shí)刻的波形圖,虛線是這列波經(jīng)△t=0.2s的波形圖,T<Δt <2T。則下列說法正確的是___________
A.這列波的波長是12cm
B.這列波的周期是0.25s
C.這列波的波速是0.4m/s
D.從t=0時(shí)刻開始,x=5cm處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)0.5s振動(dòng)到波峰
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖1所示,電阻,電容為C的電容器,圓形金屬線圈半徑為,線圈的電阻為R。半徑為()的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像如圖2所示, 時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為,其余導(dǎo)線的電阻不計(jì),閉合開關(guān)S,至時(shí)刻電路中的電流已穩(wěn)定,下列說法正確的是
A. 電容器上極板帶正電
B. 時(shí)刻電容器的帶電量為
C. 時(shí)刻之后,線圈兩端的電壓為
D. 時(shí)刻之后, 兩端的電壓為
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,導(dǎo)體框架abcd放置于水平面內(nèi),ab平行于cd,尋體棒MN與兩導(dǎo)軌垂直并與導(dǎo)軌接觸良好,整個(gè)裝置放置于垂直于框架平面的磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示,MN始終保持靜止。規(guī)定豎直向上為磁場正方向,沿導(dǎo)體棒由M到N為感應(yīng)電流的正方向,水平向右為導(dǎo)體棒所受安培力F的正方向,水平向左為導(dǎo)體棒所受摩擦力f的正方向,下列圖像中正確的是( )
A.
B.
C.
D.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)利用如圖(甲)所示的實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)用牛頓第二定律測量滑塊的質(zhì)量M。其主要步
驟為:
(1)調(diào)整長木板傾角,當(dāng)鉤碼的質(zhì)量為m0時(shí)滑塊沿木板恰好向下做勻速運(yùn)動(dòng)。
保持木板傾角不變,撤去鉤碼m0,將滑塊移近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,然后釋放滑塊,滑塊沿木板向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),并打出點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖(乙)所示(已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打下一個(gè)點(diǎn))。請回答下列問題(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字):
①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打下B點(diǎn)時(shí)滑塊的速度υB =____m/s;
②滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a =____m/s2;
③滑塊質(zhì)量M =_____(用字母a、m0、當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g表示)。
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