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3.如图所示,两根光滑金属导轨平行放置,导轨所在平面与水平面间的夹角为θ.质量为m、长为L的金属杆ab垂直导轨放置,整个装置处于垂直ab方向的匀强磁场中.当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I时,金属杆ab保持静止.则磁感应强度的方向和大小可能为(  )
A.竖直向上,$\frac{mgcotθ}{IL}$B.平行导轨向上,$\frac{mgcosθ}{IL}$
C.水平向右,$\frac{mg}{IL}$D.水平向左,$\frac{mg}{IL}$

分析 以金属杆为研究对象进行受力分析,由平衡条件判断安培力的最小值.从而求出磁场强度的最小值,然后根据右手定则判断磁场的方向.

解答 解:金属导轨光滑,所以没有摩擦力,则金属棒只受重力支持力和安培力,
根据平衡条件支持力和安培力的合力应与重力等大反向,根据矢量三角形合成法则作出三种情况的合成图如图:

由图可以看出当安培力F与支持力垂直时有最小值:Fmin=mgsinθ
即BIL=mgsinθ
则Bmin=$\frac{mgsinθ}{IL}$
A、$\frac{mgsinθ}{IL}$=$\frac{mgsinθ}{IL}$•$\frac{1}{cosθ}$>$\frac{mgsinθ}{IL}$,由右手定则判断磁场的方向,竖直向上,故A错误;
B、cosθ不一定大于sinθ故B错误;
C、$\frac{mg}{IL}$>$\frac{mgsinθ}{IL}$,由右手定则判断磁场的方向水平向左,故C错误D正确.
故选:D

点评 本题借助磁场中安培力考查了矢量三角形合成法则求最小值问题,判断出最小值是关键.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

13.某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力:将一张白纸铺在水平地面上,把排球在水里浸湿,然后让排球从规定的高度自由落下,并在白纸上留下球的水印.再将印有水印的白纸铺在台式测力计上,将排球放在纸上的水印中心,缓慢地向下压球,使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印,记下此时测力计的示数即为冲击力的最大值.下列物理学习或研究中用到的方法与该同学方法相同的是(  )
A.运用等效方法建立“合力与分力”的概念
B.运用理想模型建立“点电荷”的概念
C.运用极限方法建立“瞬时速度”的概念
D.运用控制变量法研究“加速度与合力、质量的关系”

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

14.如图所示,竖直放置的两块很大的平行金属板a、b,相距为d,ab间的电场强度为E,今有一带正电的微粒从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入电场,当它飞到b板时,速度大小不变,而方向变成水平方向,且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板而进入bc区域,bc宽度也为d,所加电场大小为E,方向竖直向上,磁感应强度方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小等于$\frac{E}{{v}_{0}}$,重力加速度为g,则下列关于粒子运动的有关说法中不正确的是(  )
A.粒子在ab区域中做匀变速运动,运动时间为$\frac{{v}_{0}}{g}$
B.粒子在bc区域中做匀速圆周运动,圆周半径r=2d
C.粒子在bc区域中做匀速圆周运动,运动时间为$\frac{πd}{6{v}_{0}}$
D.粒子在ab、bc区域中运动的总时间为$\frac{(π+6)d}{3{v}_{0}}$

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

11.高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图象.现利用这种照相机对某一家用汽车的加速性能进行研究,图为汽车在水平路面上做匀加速直线运动时的三次曝光照片,图中的标尺单位为cm,汽车的实际长度为L=4.2m,照相机每两次曝光的时间间隔为1.0s,已知该汽车的质量为2.0×103kg,额定功率为80kW,汽车运动过程中所受的阻力恒为1.6×103N.

(1)试利用图,求该汽车的加速度大小;
(2)该型号的汽车以额定功率在此水平路面行驶的最大速度为多少;
(3)今测得汽车以额定功率从静止开始加速到108km/h的速度需要12s,求该段时间内汽车通过的位移大小?

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

18.如图所示,一个横截面为直角三角形的三棱镜,∠A=30°,∠C=90°.三棱镜材料的折射率是n=$\sqrt{3}$.一束与BC面成θ=30°角的光线射向BC面.
(1)试通过计算说明在AC面下方能否观察到折射光线?
(2)作出三棱镜内完整的光路图,指出最终的出射光线与最初的入射光线之间的夹角.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

8.如图所示,原、副线圈匝数比n1:n2=10:1的理想变压器,b是原线圈的中央抽头,电压表和电流表均为理想电表,电阻R=22Ω,C为电容器.从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为u1=311sin314πt(V),则(  )
A.当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为22V
B.当单刀双掷开关与b连接时,电压表的示数约为22V
C.当单刀双掷开关与b连接时,电流表的示数可能为0.5A
D.原、副线圈中的磁通量变化率与线圈的匝数有关

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

15.以下关于物理学史的叙述,不正确的是(  )
A.伽利略通过实验和论证说明了自由落体运动是一种匀变速直线运动
B.牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量的数值,从而使万有引力定律有了真正的使用价值
C.法拉第最早引入了场的概念,并提出用电场线描述电场
D.奥斯特发现电流周围存在磁场,并提出分子电流假说解释磁现象

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

12.某同学要测某一电阻的阻值(约3~5Ω),现有下列器材:
A.两节干电池
B.电压表0~3V,内阻约10kΩ
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滑动变阻器采用限流接法,要较准确地测出待测电阻的阻值.
(1)滑动变阻器应选D;(填序号)
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(3)图2中5个点是实验中测得的U、I值,作图并求出R=4.5.(保留两位有效数字).

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

13.如图所示,甲、乙两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样,如果相邻两条亮条纹的中心距离为△X,且△X>△X,那么,下列说法中正确的是(  )
A.甲单色光能发生偏振现象,乙单色光不能
B.在真空中甲单色光的波长一定大于乙单色光的波长
C.甲单色光的光子能量一定大于乙单色光的光子能量
D.对同一种均匀介质,甲单色光的折射率大于乙单色光的折射率

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