【题目】如图甲所示,空间存在一有界匀强磁场,磁场的左边界如虚线所示,虚线右侧足够大区域存在磁场,磁场方向竖直向下在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框,ab边长为,线框质量、电阻,在水平向右的外力F作用下,以初速度匀加速进入磁场,外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示以线框右边刚进入磁场时开始计时,求:
匀强磁场的磁感应强度B
线框进入磁场的过程中,通过线框的电荷量q;
若线框进入磁场过程中F做功为,求在此过程中线框产生的焦耳热Q.
【答案】(1)0.5T(2)0.75C(3)0.12J
【解析】试题分析:(1)应用安培力公式求出安培力,由图示图象求出拉力,由牛顿第二定律求出加速度,然后求出磁感应强度.
(2)由运动学公式求出线框的位移,由法拉第电磁感应定律求出感应电动势,由欧姆定律求出电流,由电流的定义式求出电荷量.
(3)由能量守恒定律求出产生的焦耳热.
解:(1)由F﹣t图象可知,当线框全部进入磁场后,
F=0.2N时,线框的加速度:a===2m/s2,
0时刻线框所受的安培力:F安培=BIL=,
由图示图象可知:F=0.3N,
由牛顿第二定律得:F﹣F安培=ma,
代入数据解得:B=0.5T;
(2)线框进入磁场过程通过截面电量:q=I△t,
由法拉第电磁感应定律得E==,
由闭合电路欧姆定律得:I=,
解得,电荷量:q=,
由匀变速直线运动得:x=v0t+at2,
代入数据解得:x=0.75m,q=0.75C;
(3)线框进入磁场过程,由能量守恒定律:
WF=Q+mvt2﹣mv02,代入数据解得:Q=0.12J;
答:(1)匀强磁场的磁感应强度B为0.5T.
(2)线框进入磁场的过程中,通过线框的电荷量q为0.75C;
(3)在此过程中线框产生的焦耳热Q为0.12J.
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【题目】完全相同的三块木块并排固定在水平面上,一颗子弹以速度v,水平射入,若子弹在木块中做匀减速直线运动,且穿过第三块木块后速度恰好为零,则子弹依次射入每块木块时的速度之比和穿过每块木块所用时间之比为( )
A. v1:v2:v3=3:2:1 B. v1:v2:v3=::1
C. t1:t2:t3=1:(﹣1):(﹣1) D. t1:t2:t3=(﹣):(﹣1):1
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【题目】未来的星际航行中,宇航员长期处于完全失重状态,为缓解这种状态带来的不适,有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”,如图所示。当旋转舱绕其轴线匀速旋转时,宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上,可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。为达到上述目的,下列说法正确的是
A. 旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越大
B. 旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越小
C. 宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越大
D. 宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越小
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【题目】在探究平抛运动的规律时,可以选用图甲所示的各种装置图,以下操作合理的是( )
A.选用装置1研究平抛物体竖直分运动,应该用眼睛看A.B两球是否同时落地
B.选用装置2时,要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹,竖直管上端A一定要低于水面
C.选用装置3时,要获得钢球的平抛轨迹,每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球
D.除上述装置外,也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动的每秒十几帧至几十帧的照片,获得平抛轨迹
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【题目】一个质量为带电量为的小球,每次均以初速度水平向右抛出,抛出点距离水平地面的高度为,不计空气阻力,重力加速度为,求:
(1)若在小球所在空间加一个匀强电场,发现小球水平抛出后做匀速直线运动,则电场强度的大小和方向?
(2)若在此空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场,发现小球抛出后最终落地且其运动的水平位移为,求磁感应强度的大小?
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【题目】用电场线能很直观.很方便地比较电场中各点的强弱。如图所示,左边是等量异种点电荷形成电场的的电场线,右边是场中的一些点:O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称,则下列认识不正确的是
A. B、C两点电场强度大小和方向都相同 B. A、D两点电场强度大小相等,方向相反
C. E、F两点电场强度大小和方向都相同 D. 从E到F过程中电场强度先增大后减小
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【题目】质量m=2kg的物体在光滑平面上运动,其分速度vx和vy的随时间变化的图线如下图所示,则
A. 物体受到的合力为1N
B. t=4s时物体的位移的大小为16m
C. t=8s时物体的速度的大小为5m/s
D. t=0时,物体速度为4m/s
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【题目】图为一皮带传动装置,右轮半径为r,a为它边缘上一点;左侧是一轮轴,大轮半径为4r,小轮半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r.c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上.若传动过程中皮带不打滑,则( )
A.a点和b点的线速度大小相等
B.a点和b点的角速度大小相等
C.a点和c点的线速度大小相等
D.c点和d点的向心加速度大小相等
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【题目】如图a所示,质量为m的小球(可视为质点)放在光滑水平面上,在竖直线MN的左方受到水平恒力F1作用,在MN的右方除受F1外还受到与F1在同一直线上,的水平恒力F2作用。现小球由A点静止开始运动,小球运动的v-t图象如图b所示。由图可知,下列说法正确的是
A. F2的大小为
B. 小球在MN的右方加速速度大小为
C. 小球在MN右方运动的时间段为t4- t2
D. 小球在0-t4这段时间内的最大位移为v1 t2
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