【題目】如圖所示,兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ放在水平面上,左端向上彎曲,導(dǎo)軌間距為L,電阻不計,水平段導(dǎo)軌所處空間存在方向豎直向上的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B.導(dǎo)體棒a與b的質(zhì)量均為m,電阻值分別為Ra=R,Rb=2R.b棒放置在水平導(dǎo)軌上足夠遠(yuǎn)處,a棒在弧形導(dǎo)軌上距水平面h高度處由靜止釋放.運動過程中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終與導(dǎo)軌垂直,重力加速度為g.
(1)求a棒剛進(jìn)入磁場時受到的安培力的大小和方向;
(2)求最終穩(wěn)定時兩棒的速度大;
(3)從a棒開始下落到最終穩(wěn)定的過程中,求b棒上產(chǎn)生的內(nèi)能.
【答案】(1) ,方向水平向左 (2) (3)mgh
【解析】(1)設(shè)a棒剛進(jìn)入磁場時的速度為v,從開始下落到進(jìn)入磁場
根據(jù)機械能守恒定律有mgh=mv2
a棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E=BLv
根據(jù)閉合電路歐姆定律有I=
a棒受到的安培力F=BIL
聯(lián)立以上各式解得F=,方向水平向左.
(2)設(shè)兩棒最后穩(wěn)定時的速度為v′,從a棒開始下落到兩棒速度達(dá)到穩(wěn)定
根據(jù)動量守恒定律有mv=2mv′
解得v′=.
(3)設(shè)a棒產(chǎn)生的內(nèi)能為Ea,b棒產(chǎn)生的內(nèi)能為Eb
根據(jù)能量守恒定律得mv2=×2mv′2+Ea+Eb
兩棒串聯(lián)內(nèi)能與電阻成正比Eb=2Ea
解得Eb=mgh.
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【題目】地面附近有一正在上升的空氣團,它與外界的熱交換忽略不計.已知大氣壓強隨高度增加而降低,則該氣團在此上升過程中(不計氣團內(nèi)分子間的勢能)( 。
A.體積減小,溫度降低
B.體積減小,溫度不變
C.體積增大,溫度降低
D.體積增大,溫度不變
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【題目】如圖所示,在載流直導(dǎo)線近旁固定有兩平行光滑導(dǎo)軌A、B,導(dǎo)軌與直導(dǎo)線平行且在同一水平面內(nèi),在導(dǎo)軌上有兩條可自由滑動的導(dǎo)體棒ab和cd。載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增強時,導(dǎo)體棒ab和cd的運動情況是( )
A. 一起向左運動
B. 一起向右運動
C. ab和cd相向運動,相互靠近
D. ab和cd相背運動,相互遠(yuǎn)離
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【題目】如圖,A、B為兩個完全相同的燈泡,L為自感線圈(自感系數(shù)較大;直流電阻不計),E為電源,S為開關(guān)。下列說法正確的是( )
A. 閉合開關(guān)穩(wěn)定后,A、B一樣亮
B. 閉合開關(guān)的瞬間,A、B同時亮,但A很快又熄滅
C. 閉合開關(guān)穩(wěn)定后,斷開開關(guān),A閃亮后又熄滅
D. 閉合開關(guān)穩(wěn)定后,斷開開關(guān),A、B立即同時熄滅
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【題目】如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上,相距均為d的三條水平虛線l1、l2、l3,它們之間的區(qū)域Ⅰ、Ⅱ分別存在垂直斜面向下和垂直斜面向上的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小均為B,一個質(zhì)量為m、邊長為d、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框,從l1上方一定高處由靜止開始沿斜面下滑,當(dāng)ab邊剛越過l1進(jìn)入磁場Ⅰ時,恰好以速度v1做勻速直線運動;當(dāng)ab邊在越過l2運動到l3之前的某個時刻,線框又開始以速度v2做勻速直線運動,重力加速度為g.在線框從釋放到穿出磁場的過程中,下列說法正確的是( )
A.線框中感應(yīng)電流的方向不變
B.線框ab邊從l1運動到l2所用時間大于從l2運動到l3所用時間
C.線框以速度v2勻速直線運動時,發(fā)熱功率為
D.線框從ab邊進(jìn)入磁場到速度變?yōu)関2的過程中,減少的機械能△E機與線框產(chǎn)生的焦耳熱Q電的關(guān)系式是
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【題目】如圖所示,MN、PQ為足夠長的平行導(dǎo)軌,間距L=0.5 m.導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=37°.NQ⊥MN,NQ間連接有一個R=3 Ω的電阻.有一勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強度為B0=1 T.將一根質(zhì)量為m=0.05 kg的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒的電阻r=2 Ω,其余部分電阻不計.現(xiàn)由靜止釋放金屬棒,金屬棒沿導(dǎo)軌向下運動過程中始終與NQ平行.已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,當(dāng)金屬棒滑行至cd處時速度大小開始保持不變,cd 距離NQ為s=2 m.試解答以下問題:(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
(1)金屬棒達(dá)到穩(wěn)定時的速度是多大?
(2)從靜止開始直到達(dá)到穩(wěn)定速度的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量是多少?
(3)若將金屬棒滑行至cd處的時刻記作t=0,從此時刻起,讓磁感應(yīng)強度逐漸減小,可使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,則t=1 s時磁感應(yīng)強度應(yīng)為多大?
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【題目】兩人拔河甲勝乙敗,甲對乙的拉力是300N,則乙對甲的拉力(繩的質(zhì)量忽略不計)
A. 等于300N B. 大于300N C. 小于300N D. 不能確定
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【題目】書放在桌面上,會受到桌面對它的彈力作用,產(chǎn)生這個彈力的原因是( )
A.書的形變 B.桌面形變 C.書受到的重力 D.桌面受到的重力
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【題目】以往我們認(rèn)識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng),即一個電子在極短時間內(nèi)只能吸收到一個光子而從金屬表面逸出.強激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應(yīng)的認(rèn)識,用強激光照射金屬,由于其光子密度極大,一個電子在極短時間內(nèi)吸收多個光子成為可能,從而形成多光子光電效應(yīng),這已被實驗證實.
光電效應(yīng)實驗裝置如圖所示.用頻率為ν的普通光源照射陰極K,沒有發(fā)生光電效應(yīng).換用同樣頻率ν的強激光照射陰極K,則發(fā)生了光電效應(yīng);此時,若加上反向電壓U,即將陰極K接電源正極,陽極A接電源負(fù)極,在KA之間就形成了使光電子減速的電場.逐漸增大U,光電流會逐漸減;當(dāng)光電流恰好減小到零時,所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功,h為普朗克常量,e為電子電量)( )
A.U=
B.U=
C.U=2hν-W
D.U=
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