【题目】电磁轨道炮工作原理如图所示.待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触.电流I从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回.轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与I成正比.通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出.现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍,理论上可采用的方法是( )
A.只将轨道长度L变为原来的2倍
B.只将电流I增加至原来的2倍
C.只将弹体质量减至原来的一半
D.将弹体质量减至原来的一半,轨道长度L变为原来的2倍,其它量不变
【答案】B,D
【解析】解:通电的弹体在轨道上受到安培力的作用,
利用动能定理有BIlL= mv2,
磁感应强度的大小与I成正比,所以B=kI
解得 .
A、只将轨道长度L变为原来的2倍,弹体的出射速度增加至原来的 倍,故A错误
B、只将电流I增加至原来的2倍,弹体的出射速度增加至原来的2倍,故B正确
C、只将弹体质量减至原来的一半,弹体的出射速度增加至原来的 倍,故C错误
D、将弹体质量减至原来的一半,轨道长度L变为原来的2倍,其它量不变,弹体的出射速度增加至原来的2倍,故D正确.
故选BD.
【考点精析】掌握动能定理的综合应用和安培力是解答本题的根本,需要知道应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷;安培力做功与路径有关,绕闭合回路一周,安培力做的功可以为正,可以为负,也可以为零,而不像重力和电场力那样做功总为零.
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【题目】如图,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内,存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从y轴正半轴上y=h处的M点,以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上x=2h处的P点进入磁场,最后以垂直于y轴的方向射出磁场.不计粒子重力.求:
(1)电场强度大小E;
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r;
(3)粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t.
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【题目】如图所示,一质量为m,带电量为﹣q,不计重力的粒子,从x轴上的P(a,0)点以速度大小为v,沿与x轴正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限.求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B;
(2)穿过第一象限的时间t.
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【题目】如图所示,矩形线框置于磁场中,该磁场可视为匀强磁场.线框通过导线与电阻构成闭合电路,线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴逆时针匀速转动,下列说法正确的是( )
A.线框通过图中位置瞬间,线框中的电流方向由A到B
B.线框通过图中位置瞬间,穿过线框的磁通量最大
C.线框通过图中位置瞬间,通过电阻的电流瞬时值最大
D.若使线框转动的角速度增大一倍,那么通过电阻电流的有效值变为原来的 倍
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【题目】如图所示(a),在倾角为30°的斜面上固定一光滑金属导轨CDEFG,OH∥CD∥FG,∠DEF=60,CD=DE=EF=FG=AB/2=L,一根质量为m的导体棒AB在电机的牵引下,以恒定的速度v0沿OH方向从斜面底部开始运动,滑上导轨并到达斜面顶端,AB⊥OH,金属导轨的CD、FG段电阻不计,DEF段与AB棒材料、横截面积均相同,单位长度电阻为r,O是AB棒的中点,整个斜面处在垂直斜面向上磁感应强度为B的匀强磁场中。求:
(1)导体棒在导轨上滑行时电路中的电流的大小;
(2)导体棒运动到DF位置时AB两端的电压;
(3)将导体棒从低端拉到顶端电机对外做的功;
(4)若AB到顶端后,控制电机的功率,使导体棒AB沿斜面向下从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小始终为a,一直滑到斜面底端,则此过程中电机提供的牵引力随时间如何变化?(运动过程中AB棒的合力始终沿斜面向下)。
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【题目】一台小型电动机在3 V电压下工作,用此电动机提升重力为4 N的物体时,通过电动机的电流是0.2 A.在30 s内可使该物体被匀速提升3 m.若不计除电动机线圈生热之外的能量损失,求:
(1)电动机的输入功率;
(2)在提升物体的30 s内,电动机线圈所产生的热量;
(3)线圈的电阻.
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【题目】在空中某一位置处有A、B两个小球,A小球的质量是B小球质量的2倍,先让A球自由下落1s后,再让B球开始自由下落.在A球落地前(不计空气阻力),下列说法正确的是( )
A. A、B两小球最终落地时的速度相等
B. A、B两小球间的距离逐渐增大
C. A、B两小球间的距离保持不变
D. A、B两小球间的速度差保持不变
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【题目】如图所示,两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上.两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场.将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面,从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴.调节电源电压至U,墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动;进入电场、磁场共存区域后,最终垂直打在下板的M点.
(1)判断墨滴所带电荷的种类,并求其电荷量;
(2)求磁感应强度B的值;
(3)现保持喷口方向不变,使其竖直下移到两板中间的位置.为了使墨滴仍能到达下板M点,应将磁感应强度调至B′,则B′的大小为多少?
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【题目】1907年起,美国物理学家密里根开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量,检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。按照密里根的方法进行实验时得到了某金属的UC和ν的几组数据,并作出了如图所示的图线,电子的电量为e=1.6×10-19C,则由图线可知
A. 该金属的截止频率约为4.27×1014Hz
B. 该金属的逸出功约为0.48eV
C. 可以求得普朗克常量h约为6.3×10-34J·S
D. 若用波长为500nm的紫光照射该金属,能使该金属发生光电效应
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