【题目】如图所示,在0≤x≤2L的区域内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,粗细均匀的正方形金属线框abcd位于xOy平面内,线框的bc边与x轴重合,cd边与y轴重合,线框的边长为L,总电阻为R.现让线框从图示位置由静止开始沿x轴正方向以加速度a做匀加速运动,通过磁场区域,则下列说法正确的是( )
A.全过程a端电势比b端电势有时高,有时低.
B.线框完全进入磁场时,a、b两端没有电势差
C.a、b两端的电压最大值为
D.a、b两端的电压最大值为
【答案】C
【解析】
可根据楞次定律或右手定则来判断,以及动力学公式和电磁感应定律来计算.
A.当线框从开始位置到ab边运动到磁场右边缘的过程中,先cd边切割磁感线,后ab、cd边割磁感线,最后ab边切割,根据右手定则判断,a端电势比b端电势都高,故A错误;
B.线框完全进入磁场时,ab、cd边都切割磁感线,根据右手定则判断,虽然线框中没有感应电流,但a端电势仍比b端电势高,即a、b两端有电势差,故B错误;
CD.计算a、b两端的电压有最大值时,有两种情况可考虑:一种情况是,线框的ab边运动到磁场右边缘瞬间,线框的速度最大,线框中的电流最大,此时的a、b两端的电压最大,ab边通过的距离是3L,设线框的最大速度为,根据运动学公式和导线切割磁感线产生感应电动势有
解得
因为ab边切割产生感应电动势,ab边就是电源,设电压为得
第二种情况是,cd边运动到将要出磁场右边缘瞬间,金属线框通过距离是2L,整个金属线框在磁场中有最大速度,设最大速度为',最大电动势为E'根据导线切割磁感线产生感应电动势有
'=
E'
因金属线框都在磁场中,ab、cd边以同方向、同速度都切割磁感线,产生的电动势大小相等,在电路中方向相反,线框中没有电流,此时a、b两端的电压就等于电动势,是'
'
比较和',<'故C正确,D 错误
故选C。
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【题目】如图所示,平面直角坐标系石盼位于竖直平面内,M是一块平行于x轴的挡板,与y轴交点的坐标为(),右端无限接近虚线POQ上的N点,粒子若打在挡板上会被挡板吸收。虚线POQ与x轴正方向的夹角为60°,其右侧区域I内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,挡板上方区域Ⅱ内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为2B,挡板下方区域Ⅲ内存在方向沿x轴正方向的匀强电场。O点有两个质量均为m、电荷量分别为+q的粒子a和-q的粒子b,以及一不带电的粒子c.粒子重力不计,q>0。
(1)若粒子a从O点以速率v0沿y轴正方向射入区域Ⅲ,且恰好经过N点,求场强大小E;
(2)若粒子b从O点沿x轴正方向射入区域I,且恰好经过N点,求粒子b的速率vb;
(3)若粒子b从O点以(2)问中速率沿x轴正方向射入区域I的同时,粒子c也从O点以速率vc沿OQ方向匀速运动,最终两粒子相遇,求vc的可能值。
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【题目】“探究平抛运动的特点”实验有以下几步。
(1)用如图所示竖落仪装置探究平抛运动竖直分运动的特点:
用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向抛出,做平抛运动;同时B球被释放,自由下落,做自由落体运动,下列说法中正确的是___和___;
A.两球的体积、材料和质量可以任意选择,对实验结果没有影响
B.改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,可以改变两球在空中的运动时间和A球的水平初速度大小
C.如果两球总是同时落地,则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
D.通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点
(2)用如图所示平抛仪装置探究平抛运动水平分运动的特点。以下是关于本实验的一些做法,其中不合理的选项有______和______。
A.调整斜槽,使小球放置在轨道末端时,不左右滚动
B.将坐标纸上竖线与重垂线平行
C.将小球静止在斜槽末端位置时重心位置在背板上的投影记录为坐标原点
D.不断改变挡片P的位置,使小球从斜槽上不同位置释放
E.不断改变水平挡板的位置,记录下小球落到挡板上的位置
F.将坐标纸上确定的点用直线依次连接
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【题目】2018年我国将实施探月工程第三期任务,将发射嫦娥五号月球探测器,她是我国首个能够在地球以外的其他星体上实现降落并自动返回的探测器,它将在月球上降落并实施采集月球样品的任务。如图所示为“嫦娥五号”降落月球表面的过程示意图,已知引力常量为G,“嫦娥五号”在轨道I、轨道II、轨道III的周期分别为T1、T2、T3,则下列说法正确的是( )
A.
B.“嫦娥五号”在A、B点变轨过程中机械能均增大
C.“嫦娥五号”探测器在B点的加速度大于在A点的加速度
D.“嫦娥五号”探测器在轨道II上从A到B的过程速度减小
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【题目】如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带电粒子从电场中Q点以速度v0水平向右射出,经坐标原点O射入第Ⅰ象限.已知粒子在第Ⅲ象限运动的水平方向位移为竖直方向位移的2倍,且恰好不从PN边射出磁场.已知MN平行于x轴,N点的坐标为(2h,2h),不计粒子的重力,求:
⑴入射点Q的坐标;
⑵磁感应强度的大小B;
⑶粒子第三次经过x轴的位置坐标.
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【题目】汽车A在水平冰雪路面上行驶,驾驶员发现其正前方停有汽车B,立即采取制动措施(车轮不再滚动),汽车A滑行了5.5m距离,但仍然撞上了汽车B。碰撞后A、B两车始终没有分离,两车一起向前滑动了4.5m后停止,已知A和B的质量分别为1.5×103kg和1.0×103kg,两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.1,两车碰撞时间极短,在碰撞前后车轮均没有滚动,重力加速度大小g=10m/s2。求:
(1)A、B两车碰撞后的瞬间共同速度的大小;
(2)A车开始制动瞬间速度的大小。
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【题目】质量相等的A、B两球在光滑水平面上,沿同一直线,同一方向运动,A球的动量为pA=9kgm/s,B球的动量为pB=3kgm/s.当A球追上B球时发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能值是( )
A. pA′=6kgm/s,pB′=6kgm/s
B. pA′=8kgm/s,pB′=4kgm/s
C. pA′=-2kgm/s,pB′=14kgm/s
D. pA′=-4kgm/s,pB′=8kgm/s
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【题目】如图所示,两个内壁光滑、半径不同的半球形碗,放在不同高度的水平面上,使两碗口处于同一水平面(设为零势能面),现将质量相同的两个小球(小球半径远小于碗的半径)分别从两个碗的边缘由静止释放,当两球分别通过碗的最低点时( )
A.两球的速度大小相等B.两球的速度大小不相等
C.两球的机械能相等D.两球对碗底的压力大小相等
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【题目】如图所示,ABCD-A'B'C'D'为一立方体木箱,O点为底面A'B'C'D'中心,M点为DD'中点,N点为BCC'B'面的中心。AO、MO、NO为三个光滑轻杆,三个完全相同的小球套在轻杆上,分别从A、M、N三点由静止沿轻杆滑下。关于三个小球的运动,下列说法正确的是( )
A.三个小球滑到O点时的速度大小相等
B.三个小球滑到O点所用的时间相等
C.从A点滑下的小球到达O点时的速度最大
D.从M点滑下的小球到达O点所用时间最短
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