【题目】如图所示,不计电阻的光滑U形金属框水平放置,光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上,H、P的间距很小。质量为0.2kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间,与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形,其有效电阻为0.1Ω。此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场,磁感应强度随时间变化规律是B=(0.4﹣0.2t)T,图示磁场方向为正方向,框、挡板和杆不计形变.则( )
A.t=1s时,金属杆中感应电流方向从D到C
B.t=3s时,金属杆中感应电流方向从D到C
C.t=1s时,金属杆对挡板P的压力大小为0.1N
D.t=3s时,金属杆对挡板P的压力大小为0.2N
【答案】C
【解析】
A.当t=1s时,则由磁感应强度随时间变化规律是B=(0.4-0.2t)T,可知磁场在减小,根据楞次定律可得,金属杆中感应电流方向从C到D,故A错误;
B.同理,当t=3s时,磁场在反向增加,由楞次定律可知,金属杆中感应电流方向从C到D,故B错误;
C.当在t=1s时,由法拉第电磁感应定律,则有
再由欧姆定律,则有感应电流大小
则t=1s时,那么安培力大小
F=BtIL=(0.4-0.2×1)×1×1N=0.2N
由左手定则可知,安培力垂直磁场方向斜向上,则将安培力分解,那么金属杆对挡板P的压力大小
N=Fcos60°=0.2×0.5=0.1N
故C正确;
D.同理,当t=3s时,感应电动势仍为E=0.1V,电流大小仍为I=1A,由于磁场的方向相反,由左手定则可知,安培力的方向垂直磁感线斜向下,根据力的合成,则得金属杆对H的压力大小为
N′=F′cos60°=0.2×0.5=0.1N
故D错误。
故选C。
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【题目】在固定的带负电点电荷Q产生的电场中,一带电粒子q(不计重力)绕Q做椭圆运动,轨迹如图中虚线所示,轨迹上有a、b两点点离Q最近,b点离Q最远.下列说法正确的是
A.a点的电势高于b点的电势
B.a点的电场强度大于b点的电场强度
C.粒子q过a点时,粒子所受电场力做功的功率最大 ‘
D.粒子q由a运动到b的过程中,电势能增大
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【题目】在竖直平面内有两个磁感应强度大小均为B,方向相反的水平匀强磁场,如图所示。MN为两个磁场的边界,磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框,以速度v垂直磁场方向从如图实线位置开始竖直向上运动,当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时,线框的速度为,重力加速度为g,忽略空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.此过程中通过线框截面的电荷量为
B.此时线框的加速度大小为
C.此过程中回路产生的焦耳热为
D.此时线框中的电功率为
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【题目】如图甲所示,物块A. B的质量分别是mA = 4.0kg和mB= 3.0kg.用轻弹簧栓接,放在光滑的水平地面上,物块B右侧与竖直墙相接触.另有一物块C从t=0时以一定速度向右运动,在t=4s时与物块A相碰,并立即与A粘在一起不再分开,物块C的v-t图象如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.物块C的质量mc=2kg
B.墙壁对物块B的弹力在4s到12s对B不做功
C.B离开墙后的过程中弹簧具有最大弹性势能EP=9J
D.墙壁对物块B的弹力在4s到12s的时间内对B的冲量I为0
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【题目】在加拿大温哥华举行的冬季奥运会上,冰壶运动再次成为人们关注的热点,中国队也取得了较好的成绩.如图所示,假设质量为m的冰壶在运动员的操控下,先从起滑架A点由静止开始加速启动,经过投掷线B时释放,以后匀减速自由滑行刚好能滑至圆形营垒中心O停下.已知AB相距L1,BO相距L2,冰壶与冰面各处动摩擦因数均为,重力加速度为g.求:
(1)冰壶运动的最大速度;
(2)在AB段运动员水平推冰壶做的功W.
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【题目】如图所示,轻杆长为L,一端固定在水平轴上的O点,另一端系一个小球(可视为质点).小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动,且能通过最高点,g为重力加速度.下列说法正确的是 ( )
A.小球通过最高点时速度不可能小于
B.小球通过最高点时所受轻杆的作用力可能为零
C.小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而增大
D.小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而减小
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【题目】从离地H高处自由下落小球a,同时在它正下方H处以速度竖直上抛另一小球b,不计空气阻力,以下说法正确的( )
A.若,小球b在上升过程中与a球相遇
B.若,小球b在下落过程中肯定与a球相遇
C.若,小球b和a不会在空中相遇
D.若,两球在空中相遇时b球速度为零。
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【题目】装有拉力传感器的轻绳,一端固定在光滑水平转轴O,另一端系一小球,空气阻力可以忽略。设法使小球在竖直平面内做圆周运动(如图甲),通过拉力传感器读出小球在最高点时绳上的拉力大小是,在最低点时绳上的拉力大小是。某兴趣小组的同学用该装置测量当地的重力加速度。
(1)小明同学认为,实验中必须测出小球的直径,于是他用螺旋测微器测出了小球的直径,如图乙所示,则小球的直径d=_______mm。
(2)小军同学认为不需要测小球的直径。他借助最高点和最低点的拉力,再结合机械能守恒定律即可求得。小军同学还需要测量的物理量有__________(填字母代号)。
A.小球的质量m
B.轻绳的长度
C.小球运动一周所需要的时间T
(3)根据小军同学的思路,请你写出重力加速度g的表达式____________。
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【题目】如图所示,竖直平面内有一半径为r、电阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环,在M、N处与距离为2r、电阻不计的平行光滑金属导轨ME、NF相接,E、F之间接有电阻R2,已知R1=12R,R2=4R。在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ,磁感应强度大小均为B。现有质量为m、电阻不计的导体棒ab,从半圆环的最高点A处由静止下落,在下落过程中导体棒始终保持水平,与半圆形金属环及轨道接触良好,设平行导轨足够长。已知导体棒下落时的速度大小为v1,下落到MN处时的速度大小为v2。
(1)求导体棒ab从A处下落时的加速度大小a;
(2)若导体棒ab进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变,求磁场Ⅰ和Ⅱ之间的距离h;
(3)当ab棒通过MN以后将半圆形金属环断开,同时将磁场Ⅱ的CD边界略微上移,导体棒ab刚进入磁场Ⅱ时的速度大小为v3,设导体棒ab在磁场Ⅱ下落高度H刚好达到匀速,则导体棒ab在磁场Ⅱ下落高度H的过程中电路所产生的热量是多少?
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