【題目】如圖所示,M、N、P、Q四條光滑的金屬導軌平行放置,導軌間距分別為2L和L,兩組導軌間由導線相連,裝置置于水平面內(nèi),導軌間存在豎直向下的磁感應強度為B的勻強磁場,兩根質(zhì)量均為m、接入電路的電阻均為R的導體棒C、D垂直于導軌放置,開始導體棒均處于靜止狀態(tài),不計導體棒外其余部分的電阻。現(xiàn)給導體棒C一個初速度v0,求:
(1)開始時,導體棒D的加速度多大?
(2)若達到穩(wěn)定運動時,導體棒C未到兩組導軌連接處,導體棒D的穩(wěn)定速度多大?
(3)若穩(wěn)定運動后導體棒C到達兩組導軌連接處即靜止,此后導體棒D還能運動多遠?
【答案】(1) (2) (3)
【解析】試題分析:根據(jù)法拉第電磁感應定律求出切割磁感線產(chǎn)生的電動勢,再求出感應電流,由安培力公式求出導體棒D的安培力,再根據(jù)牛頓第二定律即可求解加速度;達到穩(wěn)定狀態(tài)時,回路的感應電流為0,兩棒的感應電動勢大小相等,方向相反,可得出穩(wěn)定時兩棒的速度關系,對C、D兩棒運動的全過程中,由動量定理列式即可求解出導體棒D的穩(wěn)定速度;取極短時間,對導體棒D根據(jù)動量定理列式,再對運動全程累加,即可求解導體棒D從穩(wěn)定到停止運動的位移。
開始時,導體棒中的感應電動勢E=2BLv0
電路中感應電流
導體棒D所受安培力F=BIL導體棒D的加速度為a
根據(jù)牛頓第二定律:F=ma
解得:
(2)穩(wěn)定運動時,電路中電流為零,設此時C、D棒的速度分別為v1、v2,則2BLv1=BLv2
對變速運動中任意極短時間t,由動量定理得
對C棒:2BILt=mv1
對D棒:BILt=mv2
故對變速運動全過程有:v0-v1=2v2
解得:
(3)棒C靜止后,棒D在任意時刻的速度為vi,感應電動勢Ei=BLvi,
感應電流
安培力Fi=BIiL
對棒D運動中任意極短時間ti,有Fiti=mv
即
由于時間極短,故有viti=xi
即
對運動全程累加,
解得棒D的運動位移
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【題目】如圖所示,從豎直面上大圓的最高點A,引出兩條不同的光滑軌道AB和AC,端點都在大圓上.相同物體由靜止開始,從A點分別沿兩條軌道滑到底端,則下列說法中正確的是
A. 物體到達底端的速度大小都相等
B. 物體重力的沖量都相同
C. 物體沿AB運動所用的時間小于沿AC運動所用的時間
D. 物體動量的變化率都相同
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【題目】一個用于加速質(zhì)子()的回旋加速器,其核心部分如圖所示,D形盒半徑為R,垂直D形盒底面的勻強磁場磁感應強度為B,兩盒分別與交流電源相連。下列說法正確的是
A. 若只增加D形盒半徑R,則質(zhì)子獲得的最大速度一定增大
B. 若只將加速電壓提高到原來的4倍,則質(zhì)子獲得的最大速度能提高到原來的2倍
C. 若只將加速電壓提高,則將質(zhì)子加速到最大速度所用時間變短
D. 此裝置也能加速氘核()
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【題目】在圖中所示的四種典型電場的情況中,電場中、兩點的電場強度和電勢都相等的是( )
A. 圖(甲)中平行板電容器帶電荷,極板間除邊緣附近處的任意兩點、
B. 圖(乙)中兩個等量異號點電荷的連線上,與連線中點等距的任意兩點、
C. 圖(丙)中離點電荷等距的任意兩點、
D. 圖(。┲袃蓚等量同號點電荷的連線的中垂線上,與連線中點等距的任意兩點、
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【題目】如圖所示,質(zhì)量為的帶電小球用絕緣絲線懸掛于點,并處在水平向右的大小為的勻強電場中,小球靜止時,絲線與豎直方向的夾角為,設重力加速度為.求:
(1)小球帶何種電荷?小球所帶的電荷量是多少?
(2)若將絲線燒斷,則小球的加速度為多大?將做什么運動?(設電場范圍足夠大)
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【題目】根據(jù)近代物理知識,你認為下列說法中正確的是
A. 將物體看成質(zhì)點進行研究分析,應用了等效替代的方法
B. 通過安培分子電流假說可以得出:一切磁現(xiàn)象都源于電流或運動電荷,一切磁作用都是電流或運動電荷之間通過磁場而發(fā)生的作用
C. 在原子核中,結合能越大表示原子核中的核子結合的越牢固
D. 鈾核()衰變?yōu)殂U核()的過程中,中子數(shù)減少21個
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【題目】如圖所示,水平面內(nèi)有A、B、C、D、E、F六個點,它們均勻分布在半徑為R=2cm的同一圓周上,空間有一方向與圓平面平行的勻強電場.已知A、C、E三點的電勢分別為、、,下列判斷正確的是
A. 將電子沿圓弧從D點移到F點,靜電力先做正功再做負功,
B. 電場強度的大小為100V/m
C. 該圓周上的點電勢最高為4V
D. 電場強度的方向由A指向D
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【題目】如圖所示:寬度L=1m的足夠長的U形金屬框架水平放置,框架處在豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度B=1T,框架導軌上放一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=1.0Ω的金屬棒ab,棒ab與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,現(xiàn)用功率恒為6w的牽引力F使棒從靜止開始沿導軌運動(ab棒始終與導軌接觸良好且垂直),當棒的電阻R產(chǎn)生熱量Q=5.8J時獲得穩(wěn)定速度,此過程中,通過棒的電量q=2.8C(框架電阻不計,g取10m/s2).
問:(1)ab棒達到的穩(wěn)定速度多大?
(2)ab棒從靜止到穩(wěn)定速度的時間多少?
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【題目】MN為半圓形玻璃磚截面的直徑, 為過圓心且垂直于MN的直線,兩束可見單色光a、b與的距離均為d,從空氣垂直MN射入玻璃磚中,光路如圖所示,a、b光相比
A.玻璃對a光的折射率減小
B.玻璃對a光的臨界角較小
C.b光在玻璃中的傳播速度較大
D.分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗,a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距
E.若a光照射某金屬能發(fā)射光電效應,則b光照射該金屬也能發(fā)生光電效應
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