【題目】電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生活生產(chǎn)中有著大量的應(yīng)用,如電磁阻尼就大量應(yīng)用于各種緩沖或制動裝置中。某制動裝置可簡化為以下模型:由涂有絕緣漆的一根導(dǎo)線繞制成質(zhì)量為m、匝數(shù)為n的閉合矩形線框,長為2L,寬為L,總電阻為R,其右側(cè)有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,線框以初速度v0在光滑水平面上向右運動,進入磁場并運動了距離L時,速度減為零,從而實現(xiàn)對線框的制動。在該過程中,求:

(1)線框產(chǎn)生的焦耳熱;

(2)通過導(dǎo)線某橫截面的電量;

(3)線框的最大加速度大小.

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)對線框,由能量守恒定律求出線框產(chǎn)生的焦耳熱.(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律求出平均感應(yīng)電動勢,由歐姆定律求出平均感應(yīng)電流,由電流定義式求出通過導(dǎo)線的電荷量.(3)由安培力公式求出安培力,應(yīng)用牛頓第二定律求出線框的加速度.

(1)由能量守恒定律可知,線框產(chǎn)生的焦耳熱為:

(2)線框進入磁場時的感應(yīng)電動勢為:

平均感應(yīng)電流為:

通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為:

解得:

(3)線框剛進入磁場時所受安培力最大,加速最大

線框剛進入磁場時的感應(yīng)電動勢為:E=nBLv0

感應(yīng)電流為:

安培力為:

對線框,由牛頓第二定律得:

解得最大加速度為:

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【題目】一列沿x軸方向傳播的簡諧波,t=0時刻的波形圖如圖所示,P點此時的振動方向沿y軸的正方向,經(jīng)0.1s第二次回到P點。則下列說法中正確的是(

A. 波的傳播方向沿x軸的負方向

B. 該簡諧波的波速大小為20m/s

C. t=0.125 s時,P點的振動方向沿y軸的負方向

D. t=0.15 s時,P點的速度正在減小,加速度也正在減小

E. t=0.15 s時,P點的速度正在減小,加速度正在增大

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【題目】如圖所示,絕緣彈簧的下端固定在光滑斜面底端,彈簧與斜面平行,帶電小球Q固定在絕緣斜面上的M點,且在通過彈簧中心的直線ab上。現(xiàn)將與Q大小相同、帶電性也相同的小球P,從直線ab上的N點由靜止釋放,兩小球可視為點電荷。在小球P與彈簧接觸到速度變?yōu)榱愕倪^程中,彈簧始終在彈性限度內(nèi),下列說法中正確的是

A. 小球P的速度一定先增大后不變

B. 小球P的機械能一直在減少

C. 小球P速度最大時彈簧彈力等于庫侖力和重力沿斜面向下的分力之和

D. 小球P與彈簧系統(tǒng)的機械能一定增加

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【題目】太空中存在大量高能粒子流,可認為是由電量相同的正、負離子組成的等離子體,這些高能粒子可作為太空飛船的能量來源之一。如圖所示,該裝置左側(cè)部分可用來收集高能粒子,由兩塊間距為d的平行金屬板M、N組成,板間加有垂直紙面向外的勻強磁場磁感應(yīng)強度大小為B,高能粒子源源不斷從左側(cè)以速度v0水平人射,最終在MN兩極板間形成穩(wěn)定的電勢差,并給右側(cè)平行板電容器PQ供電。粒子重力均不計,求:

(1)穩(wěn)定時MN金屬板間電勢差大小U,并判斷哪塊金屬板電勢更高;

(2)右側(cè)電容器靠近Q板處有一放射源S,可釋放初速度為0質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子,求出該粒子從P板小孔射出時的速度大小。

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【題目】如圖所示,電路中的變壓器為理想變壓器,U為正弦式交變電壓,R為變阻器,R1、R2是兩個定值電阻,AV分別是理想電流表和理想電壓表,則下列說法正確的是

A. 閉合開關(guān)S,電流表示數(shù)變大、電壓表示數(shù)變小

B. 閉合開關(guān)S,電流表示數(shù)變小、電壓表示數(shù)變大

C. 開關(guān)S閉合時,變阻器滑片向左移動的過程中,電流表、電壓表示數(shù)均變小

D. 開關(guān)S閉合時,變阻器滑片向左移動的過程中,電流表、電壓表示數(shù)均變大

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【題目】如圖所示,在xoy平面的第二象限內(nèi)有沿y軸負方向的勻強電場,電場強度的大小E=102V/m,第一象限某區(qū)域內(nèi)存在著一個邊界為等邊三角形的勻強磁場,磁場方向垂直xoy平面向外。一比荷=107C/kg的帶正電粒子從x軸上的P點射入電場,速度大小v0=2×104m/s,與x軸的夾角θ=60°。該粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后,由y軸上的Q點以垂直于y軸的方向進入磁場區(qū)域,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)射出,后來恰好通過坐標原點O,且與x軸負方向的夾角α=60°,不計粒子重力。求:

(1)OP的長度和OQ的長度;

(2)磁場的磁感應(yīng)強度大;

(3)等邊三角形磁場區(qū)域的最小面積。

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【題目】如圖所示是一種簡易的驗電器,金屬絲固定在絕緣立柱上,兩端(未接觸)上有兩塊可以活動的鋁箔,帶電體與金屬絲接觸之后,兩塊鋁箔帶上等量同種電荷,在靜電斥力的作用下彼此分開。關(guān)于兩塊鋁箔之間的靜電力,下面說法正確的是( )

A. 兩塊鋁箔之間的靜電力跟兩鋁箔帶電量成正比

B. 兩塊鋁箔之間的靜電力跟兩鋁箔之間的距離成反比

C. 兩塊鋁箔之間的靜電力跟兩鋁箔之間的距離的平方成反比

D. 以上結(jié)論都不正確

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【題目】圖甲為一臺小型發(fā)電機構(gòu)造示意圖,內(nèi)阻r5.0 Ω,外電路電阻R95 Ω,電路中其余電阻不計。發(fā)電機內(nèi)的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動,線圈匝數(shù)n100。轉(zhuǎn)動過程中穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間t按正弦規(guī)律變化,如圖乙所示,(π=3.14,)則

A. 該小型發(fā)電機的電動勢的最大值為200 V

B. t3.14×102 s時,磁通量的變化率為2Wb/s

C. t3.14×102 s時,串聯(lián)在外電路中的交流電流表的讀數(shù)為2 A

D. t3.14×102 s時,串聯(lián)在外電路中的交流電流表的讀數(shù)為1.4A

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【題目】圖甲為某輕型起重機向房頂運輸貨物,其簡圖如圖乙所示,一端有定滑輪的桿臂OA固定在O點,某次起重機以速度v0=1m/s勻速向上提升質(zhì)量m=1t的重物(可視為質(zhì)點),在重物離地面H=19.5m時鋼繩突然斷裂,此時一輛L=3m的搬磚車正以v=0.5m/s的速度在圖乙中CD方向運動,車頭前端恰好處于重物正下方,搬磚車高h=1.5m。g10m/s2,不計空氣阻力。

:1)勻速提升重物的過程中起重機的輸出功率;

2)鋼繩斷裂時搬磚車司機立即加速加速度至少為多大才能避免被重物砸中?

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