练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    9．如图所示，光滑平行导轨（电阻不可忽略）水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，一根质量为m的导体棒ab用长为l的绝缘细线悬挂，悬线竖直时导体棒恰好与导轨良好接触且细线处于张紧状态，系统空间有匀强磁场．当闭合开关S时，导体棒被向右摆出，摆到最大高度时，细线与竖直方向成θ角，则（　　）
    A．磁场方向一定竖直向下
    B．导体棒ab刚要离开导轨时，绝缘细线的拉力可能为零
    C．导体棒离开导轨前电源提供的电能大于mgl（1-cosθ）
    D．导体棒所受磁场力的冲量大小一定等于m$\sqrt{2gl（1-cosθ）}$

    分析 棒在通电瞬间受到安培力的作用，获得动能，接着根据机械能守恒，动能转化为重力势能，当磁场竖直向下，即有安培力的方向，从而得出获得同样高度时，此时安培力最小；根据能量转化与守恒定律，则有电源提供的电能部分转化为动能，另一部分转化为电阻产生内能，从而确定；由机械能守恒求出棒在最低点的速度，最后由动量定理求出冲量的大小．

    解答 解：A、当开关S闭合时，导体棒向右摆起，说明其所受安培力水平向右或水平向右的分量，但安培力若有竖直向上的分量，应小于导体棒所受重力，否则导体棒会向上跳起而不是向右摆起，由左手定则可知，磁场方向斜向下或竖直向下都成立，故A错误；
    B、安培力若有竖直向上的分量，应小于导体棒所受重力，而导体棒ab刚要离开导轨时还需要向心力，则由重力、安培力、与绳子的拉力的合提供，所以绳子的拉力不可能为0．故B错误；
    C、设导轨棒右端的初动能为Ek，摆动过程中机械能守恒，有Ek=mgl（1-cosθ），导体棒的动能是电流做功而获得的，若回路电阻不计，则电流所做的功全部转化为导体棒的动能，此时有W=IEt=Ek，得W=mgl（1-cosθ），题设条件有电源内阻不计而没有“其他电阻不计”的相关表述，因此其他电阻不可忽略，那么电流做的功就大于mgl（1-cosθ），故C正确；
    D、棒向上运动的过程中机械能守恒，则：$\frac{1}{2}m{v}^{2}$=mgl（1-cosθ），棒获得的水平方向的冲量提供棒沿水平方向的速度，即：I=mv-0．
    联立得：I=$m\sqrt{2gl（1-cosθ）}$
    由于安培力的方向不一定沿水平方向，即安培力沿水平方向的冲量等于$m\sqrt{2gl（1-cosθ）}$，则安培力的总冲量一定大于等于$m\sqrt{2gl（1-cosθ）}$．故D错误
    故选：C

    点评 考查左手定则来判定安培力的方向，并运用力的平行四边形定则来得出安培力最小值的方向，同时掌握能量转化与守恒定律，注意电流做功大于棒获得的动能．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    17．在某演习中，某特种兵进行了飞行跳伞表演．该伞兵从高空静止的直升飞机上跳下，在t0时刻打开降落伞，在3t0时刻以速度v2着陆．他运动的速度随时间变化的规律如图示．下列结论不正确的是（　　）
    A．在0～t0时间内加速度不变，在t0～3t0时间内加速度减小
    B．降落伞打开前，降落伞和伞兵的加速度越来越大
    C．在t0～3t0的时间内，平均速度＞$\frac{1}{2}$（v1+v2）
    D．若第一个伞兵在空中打开降落伞时第二个伞兵立即跳下，则他们在空中的距离先增大后减小

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    20．如图所示，物体A、B用细绳连接后跨过滑轮．A静止在倾角为45°的斜面上，B悬挂着．已知质量mA=2mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°减小到15°，但物体仍保持静止，那么下列说法中正确的是（　　）
    A．绳子的张力将增大
    B．物体A对斜面的压力将增大
    C．绳子的张力及A受到的静摩擦力都不变
    D．物体A受到的静摩擦力先减小后增大

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    17．如图，水平面（纸面）内间距为l的平行金属导轨间接一电阻R=1Ω，质量为m=1kg，长度为l=1m的金属杆置于导轨上，t=0时，金属杆在水平向右，大小为F=2N的恒定拉力作用下由静止开始运动，t0=4s时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B=0.5T、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动，杆与导轨的电阻忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的滑动摩擦力为f=1N，重力加速度大小为g=10m/s2．求：
    （1）未进入磁场前，金属杆做匀加速直线运动的加速度大小；
    （2）金属杆在磁场中运动时产生的电动势大小；
    （3）金属杆进入磁场后所受安培力的大小．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    4．示波器是一种用来观察电信号的电子仪器，其核心部件是示波管，示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空，如图所示，其工作原理为电偏转，在电子枪内，质量为m、电量为e的电子从灯丝F发出（初速视为0），经过电压U1加速后沿中心线射入偏转电极间，偏转电极即相距为d的两平行金属板B、C，期间存在匀强电场，电子通过偏转电场后打到荧光屏上，设B、C极板长为L1，平行金属板右端到荧光屏的距离为L2，问；
    （1）电子进入偏转电场时的速度大小是多少？
    （2）B、C板间偏转电压U2为多大时，电子打到荧光屏上的位置偏离中心线距离最大？最大距离ym是多少？
    （3）电子打到荧光屏上的位置偏离中心线距离最大时，其击中荧光屏的动能为多大？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    14．如图所示，甲、乙两物体叠放在水平桌面上，水平力F作用于甲物体，使两者相对静止一起向右匀速运动，关于摩擦力的说法，正确的是（　　）
    A．甲不受摩擦力作用
    B．乙对甲的作用力大于F
    C．乙受摩擦力的合力不为零
    D．以甲、乙两物体为整体，整体受到的摩擦力为零

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    1．如图所示，物体P在斜面上匀速下滑，现在下滑过程中对物体P施加一竖直向下的力F（F的大小未知），在继续下滑的过程中，斜面依然静止，下列说法正确的是（　　）
    A．物体P将减速下滑B．物体P将继续匀速下滑
    C．地面对斜面的静摩擦力水平向左D．地面对斜面的静摩擦力水平向右

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    18．近年来，智能手机的普及产生了“低头族”，而不当的姿势与一系列健康问题存在关系，如背痛、胃痛、呼吸道疾病和颈椎疾病．现将人低头时头颈部简化成如图所示的模型：重心在头部的P点，颈椎OP（轻杆）可绕O转动，人的头部在颈椎的支持力和沿PQ方向的肌肉拉力的作用下静止，假设低头时颈椎与竖直方向的夹角为45°，PQ与竖直方向的夹角为60°，此时颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的（　　）
    A．2.0倍B．2.8倍C．3.3倍D．4.2倍

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    19．从悬崖顶自由落下一小石块，测得它在落地前最后1s内的位移是25m，若不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，求：（1）此悬崖距地面的高度H
    （2）小石块落地时的速度大小和空中下落的时间．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案