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【题目】如图所示,足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,导轨上端接有可变电阻R装置所在空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。现有一根质量为m的金属棒在金属导轨上从同一位置由静止滑下,金属棒的有效电阻为r,导轨电阻可忽略不计,金属棒始终与导轨垂直且接触良好,经过一段时间,金属棒下滑距离为x时其速度恰好达到最大值vm,则下列说法正确的是

A. 电阻R一定时,金属棒达到最大速度对应的最大动能与此时回路总的电功率成正比

B. vm=

C. 电动势最大值Em与电阻R成正比

D. 金属棒达到最大速度后,减少的机械能全部转化为电热能

【答案】ABD

【解析】

导体棒最终匀速运动受力平衡可求最大速度,由牛顿第二定律结合安培力的表达式求加速度,由能量守恒推断能之间的相互转化.

B、棒在重力的分力和逐渐增大的安培阻力作用下先做加速度减小的变加速直线运动,后做匀速直线运动,有,可得;故B正确.

C、最大动生电动势为,可见Em与电阻R成线性函数但不是正比例函数;故C错误.

A、金属棒达到最大速度对应的最大动能为,回路的电功率为,则,即电阻R一定时,最大动能与总的电功率成正比;故A正确.

D、对棒由动能定理,当棒匀速运动时,即减少的重力势能全部变成电能转化为热能;故D正确.

故选ABD.

练习册系列答案
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【题目】20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空的全新领域。现有一艘远离星球 在太空中直线飞行的宇宙飞船,为了测量自身质量,启动推进器,测出飞船 在短时间t内速度的改变为v,和飞船受到的推力F (其他星球对他的引力 可忽略)。飞船在某次航行中,当它飞进一个孤立的星球时,飞船能以速度V 在离星球的较高轨道上绕星球做周期为T的匀速圆周运动。已知星球的半径 R,引力常量用G表示。则宇宙飞船和星球的质量分别是(

A. B. C. D.

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【题目】某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。

(1)实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的Δt1____Δt2(选填“>”、“=”“<”)时,说明气垫导轨已经水平。

(2)用游标卡尺测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则d=____mm。

(3)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与钩码Q相连,钩码Q的质量为m。将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若Δt1、Δt2d已知,要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒,还应测出________(写出物理量的名称及符号)。

(4)若上述物理量间满足关系式___________________,则表明在上述过程中,滑块和砝码组成的系统机械能守恒。

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【题目】如图所示,两个带电小球分别固定在PQ两点,N点为PQ的延长线上电势最低的点,则下列说法正确的是

A. 两带电小球可能带同种电荷

B. N点场强可能最大

C. P点右侧靠近P点处由静止释放一电子,电子的加速度可能一直减小

D. PQ延长线上N点右侧由静止释放一质子,质子向Q点运动的过程中电势能先减少后增加

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【题目】一列简谐横波某时刻的波形如图所示,比较介质中的三个质点abc,则

A. 此刻a的加速度最小

B. 此刻b的速度最小

C. 若波沿x轴正方向传播,此刻by轴正方向运动

D. 若波沿x轴负方向传播,ac先回到平衡位置

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【题目】测定电源的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材:

A.待测的干电池一节

B.电流表A1(量程0~3 mA,内阻Rg110Ω

C.电流表A2(量程0~0.6 A,内阻Rg20.1Ω

D.滑动变阻器R10~20Ω1.0 A

E.电阻箱R00~9999.9Ω

F.开关和若干导线

1)某同学发现上述器材中没有电压表,他想利用其中的一个电流表和电阻箱改装成一块电压表,其量

程为 0~3 V,并设计了图甲所示的ab两个参考实验电路(虚线框内为改装电压表的电路),其中合理的

______(选填“a”“b”)电路;此时R0的阻值应取______Ω

2)图乙为该同学根据合理电路所绘出的I1-I2图象(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数)。根据该图线可得被测电池的电动势E______V,内阻r______Ω

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【题目】如图所示,在坐标系xOy内有一半径为a的圆形区域,圆心坐标为O1a0),圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场,在直线y=a的上方和直线x=2a的左侧区域内,有一沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E,一质量为m、电荷量为+qq>0)的粒子以速度vO点垂直于磁场方向射入,当入射速度方向沿x轴方向时,粒子恰好从O1点正上方的A点射出磁场,不计粒子重力,求:

1)磁感应强度B的大小;

2)粒子离开第一象限时速度方向与y轴正方向的夹角正切值;

3)若将电场方向变为沿y轴负方向,电场强度大小不变,粒子以速度vO点垂直于磁场方向、并与x轴正方向夹角θ=300射入第一象限,求粒子从射入磁场到最终离开磁场的总时间t

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【题目】一带电粒子垂直于电场方向射入电场,经电场后的偏转角与下列因素的关系是( )

A. 偏转电压越高,偏转角越大

B. 带电粒子的质量越大,偏转角越大

C. 带电粒子的电荷量越少,偏转角越大

D. 带电粒子的初速度越大,偏转角越大

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【题目】如图所示,匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈,线圈平面与磁场垂直.已知线圈的面积S=0.3m2、电阻R=0.6Ω,磁场的磁感应强度B=0.2T.现同时向两侧拉动线圈,线圈的两边在Δt=0.5s时间内合到一起.求线圈在上述过程中

1)感应电动势的平均值E

2)感应电流的平均值I,并在图中标出电流方向;

3)通过导线横截面的电荷量q

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