【题目】如图所示,相距为d的边界水平的匀强磁场,磁感应强度垂直纸面向里,大小为B,质量为m,电阻为R,边长为L的正方形线圈M,将线圈在磁场上方h处由静止释放,已知cd边刚进入磁场时和cd边刚离开磁场时速度相等,不计空气阻力,则( )
A.若L=d,则线圈穿过磁场的整个过程用时为
B.在线圈穿过磁场的整个过程中,克服安培力做功为mgd
C.若L<d,则线圈穿过磁场的整个过程中最小速度可能为
D.若L<d,则线圈穿过磁场的整个过程中最小速度可能为
【答案】CD
【解析】
A. 线圈刚进入磁场时的速度大小
若L=d,线圈将匀速通过磁场,所用时间为
故A错误;
B. 根据能量守恒研究从cd边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的过程:动能变化为0,重力势能转化为线框产生的热量,则进入磁场的过程中线圈产生的热量
Q=mgd
cd边刚进入磁场时速度为v0,cd边刚离开磁场时速度也为v0,所以从cd边刚穿出磁场到ab边离开磁场的过程,线框产生的热量与从cd边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的过程产生的热量相等,所以线圈从cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程,产生的热量Q′=2mgd,感应电流做的功为2mgd。故B错误;
C. 若L<d,线框可能先做减速运动,在完全进入磁场前做匀速运动,因为完全进入磁场时的速度最小,则
则最小速度
故C正确;
D. 因为进磁场时要减速,即此时的安培力大于重力,速度减小,安培力也减小,当安培力减到等于重力时,线圈做匀速运动,全部进入磁场将做加速运动,设线圈的最小速度为vm,知全部进入磁场的瞬间速度最小。由动能定理,从cd边刚进入磁场到线框完全进入时,则有:
有
综上所述,线圈的最小速度为
vm=
故D正确。
故选:CD。
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【题目】两束不同频率的单色光a、b从空气彼此平行射人水中,发生了如图所示的折射现象α>β。光束a与光束b比较,下列正确的是( )
A.光束a相对于水的折射率比b大
B.光束a在水中的速度比b小
C.光束a在水中的波长比b小
D.若从水中斜射向空气,随着入射角的增大,光束b比光束a先发生全反射
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【题目】将一足够长的光滑U形导轨固定在竖直平面内,空间存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,导轨间距为L,一质量为2m的金属板置于导轨的顶端,开始处于锁定状态,如图所示。一质量为m的小金属块由金属板的正上方H高处无初速释放,当金属块与金属板碰后锁定立即解除,此后二者一起向下运动。若忽略一切摩擦,除金属板的电阻R外其余部分电阻均可忽路,重力加速度为g。
①碰后二者下落一段高度后开始以vm的速度做匀速直线运动,求vm的大小
②若碰后二者加速运动,求速度增加v1时金属块对金属板的压力多大?
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【题目】如右图所示,在方向竖直向下的匀强电场中,一个质量为m、带负电的小球从斜直轨道上的A点由静止滑下,小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时恰好不落下来.若轨道是光滑绝缘的,小球的重力是它所受的电场力2倍,试求:
⑴A点在斜轨道上的高度h;
⑵小球运动到最低点C时,圆轨道对小球的支持力.
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【题目】如图所示,实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图,虚线是在t2=(t1+0.2)s时刻的波形图。
(i)若波速为75m/s,求质点M在t1时刻的振动方向;
(ii)在t1到t2的时间内,如果M通过的路程为1.8m,求波的传播方向和波速的大小。
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【题目】如图所示,在倾角为的斜面上固定一电阻不计的光滑平行金属导轨,其间距为L,下端接有阻值为R的电阻,导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向与斜面垂直图中未画出。质量为m、阻值大小也为R的金属棒ab与固定在斜面上方的劲度系数为k的绝缘弹簧相接,弹簧处于原长并被锁定。现解除锁定的同时使金属棒获得沿斜面向下的速度,从开始运动到停止运动的过程中金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,在上述过程中( )
A. 开始运动时金属棒与导轨接触点间电压为B. 通过电阻R的最大电流一定是
C. 通过电阻R的总电荷量为D. 回路产生的总热量小于
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【题目】如图所示,边长为L、电阻为R的正方形导线框abcd处于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的足够大的匀强磁场中,导线框ad边与磁场右边界重合,现使导线框绕过a点平行于磁场方向的轴以角速度沿顺时针方向匀速转动,则( )
A.由实线位置转到图中虚线位置的过程中导线框中的感应电流沿逆时针方向
B.由实线位置转到图中虚线位置的过程中导线框中产生的平均感应电动势大小为
C.转到图示虚线位置时导线框中产生的瞬时感应电动势大小为BL2ω
D.转到图示虚线位置时导线框受到的安培力大小为
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【题目】如图所示,一个上表面绝缘、质量为mA=1kg的不带电小车A置于光滑的水平面上,其左端放置一质量为、带电量为的空盒B,左端开口。小车上表面与水平桌面相平,桌面上水平放置着一轻质弹簧,弹簧左端固定,质量为的不带电绝缘小物块C置于桌面上O点并与弹簧的右端接触,此时弹簧处于原长,现用水平向左的推力将C缓慢推至M点(弹簧仍在弹性限度内)时,推力做的功为,撤去推力后,C沿桌面滑到小车上的空盒B内并与其右壁相碰,碰撞时间极短且碰后C与B粘在一起。在桌面右方区域有一方向向左的水平匀强电场,电场强度大小为,电场作用一段时间后突然消失,小车正好停止,货物刚好到达小车的最右端。已知物块C与桌面间动摩擦因数,空盒B与小车间的动摩擦因数,间距,点离桌子边沿点距离,物块、空盒体积大小不计,取。求:
(1)物块C与空盒B碰后瞬间的速度;
(2)小车的长度L;
(3)电场作用的时间。
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【题目】如图所示,线圈ABCD固定在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向外。当磁场变化时,发现线圈AB边受安培力方向水平向右且恒定不变,则磁场的变化情况可能是图中的( )
A.B.
C.D.
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