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4.如图所示,两根平行放置、长度很长的直导线A和B,放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中,A导线通有电流I、B导线通有电流2I,且电流方向相反,研究两导线中正相对的长度均为L的两小段导线a、b.导线a受到磁场力大小为F1,导线b受到的磁场力大小为F2,则A通电导线的电流在b导线处产生的磁感应强度大小为(  )
A.$\frac{{F}_{2}}{2IL}$B.$\frac{{F}_{1}}{IL}$C.$\frac{2{F}_{1}-{F}_{2}}{2IL}$D.$\frac{2{F}_{1}-{F}_{2}}{IL}$

分析 两个导线间的作用力是相互作用力,根据牛顿第三定律,等大、反向、共线;两个导线在原磁场中受到向外侧的作用力;求解出导线a、b间的相互作用力后,再根据磁感应强度的定义公式B=$\frac{F}{IL}$列式求解

解答 解:两个导线间的作用力是相互作用力,根据牛顿第三定律,等大、反向、共线,大小设为Fab
对左边电流,有:F1=BIL+Fab
对右边电流,有:F2=2BIL+Fab
两式联立解得:Fab=2F1-F2
则a通电导线的电流在b导线处产生的磁感应强度大小为:
B′=$\frac{2{F}_{1}-{F}_{2}}{2IL}$
故选:C

点评 本题关键是明确两个导线间的作用力是相互作用力,然后根据磁感应强度的定义公式列式求解

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

14.现要通过实验验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨,导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连.遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t.用d表示A、B两点的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,用g表示重力加速度.完成下列填空和作图:

(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度b,结果如图乙所示,由此读出b=2.30mm;
(2)某次实验中测得导轨倾角θ=30°,若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为△Ep=$(\frac{M}{2}-m)gd$,动能增加量可表示为△Ek=$\frac{1}{2}$(M+m)($\frac{b}{t}$)2,若在误差允许范围内有△Ep=△Ek,则可认为系统的机械能守恒.

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15.如图所示,我国发射”神舟”七号飞船时,先将飞船发送到一个椭圆轨道上,其近地点为M,远地点为N.进入该椭圆轨道正常运行时,通过M、N点时的速率分别是v1、v2,加速度分别为a1、a2.当某次飞船通过N点时,地面指挥部发出指令,点燃飞船上的发动机,使飞船在极短时间内加速后进入圆形轨道,开始绕地球做匀速圆周运动,到达圆周上P点时速率为v3,加速度为a3,则下列结论正确的是(  )
A.v1>v3>v2,a1>a2=a3B.v1>v3>v2,a1>a3>a2
C.v3>v2>v1,a2>a3>a1D.v1>v3=v2,a1>a2=a3

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12.实验室常用电场和磁场来控制带电粒子的运动.在真空中A、C两板之间加上电压U,粒子被加速后从D点进入圆形有界磁场;匀强磁场区域以O为圆心,半径R=$\frac{\sqrt{3}}{10}m$,磁感应强度B方向垂直纸面向外;其右侧有一个足够大的匀强电场,方向竖直向下,左边界与圆形磁场边界相切;现在电场区域放置一块足够长档板GH,它与水平线FD夹角为60°(F点在档板上,圆心O位于在FD上),且OF=3R,如图所示.一比荷$\frac{q}{m}$=$\frac{1}{3}$×106C/kg的带正电粒子,从A板附近由静止释放,经U=150V电压加速后,从D点以与水平线成60°角射入磁场,离开圆形磁场时其速度方向与DF平行,最后恰好打在档板上的F点.不计粒子重力,求
(1)粒子进入磁场时的速度大小vD
(2)磁感应强度B的大小;
(3)粒子到达F点时的速度大小vF
(4)不改变其他条件,逐渐增大匀强电场的电场强度,要使粒子仍能打到挡板上,求所加电场场度的
最大值.

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19.下列关于太阳及太阳系的说法中正确的是(  )
A.太阳向外辐射能量主要来自太阳内部的核裂变反应
B.太阳系中距离太阳越近的行星绕太阳公转速度越大
C.太阳系中内行星都没有坚硬的外壳,外行星都有坚硬的外壳
D.太阳系虽然是银河系中很小很小的一部分,但它位于银河系的中心

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9.如图所示是探究电源电动势和电源内、外电压关系的实验装置,下部是可调高内阻电池.提高或降低挡板,可改变A、B两电极间电解液通道的横截面积,从而改变电池内阻.电池的两极A、B与电压传感器2相连,位于两个电极内侧的探针a、b与电压传感器1相连,R是滑动变阻器.(实验前已给电源充足了电)
(1)闭合开关S,在将挡板向上提的过程中,电压传感器2的读数将变大;(填“变大”,“变小”,“不变”)
(2)(多选题)下列说法中正确的是AD
(A)当S断开时,传感器1的示数为零,传感器2的示数等于电源电动势
(B)闭合S,当把电阻R的滑臂向左移动到阻值为零时,传感器1的示数为零,传感器2的示数等于电源电动势;
(C)闭合S,无论R的滑臂移动到哪里,传感器1的示数总小于传感器2的示数
(D)闭合S,无论R的滑臂移动到哪里,传感器1和传感器2的示数之和总不变.

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16.如图所示,在直角坐标系xOy平面内有一矩形区域MNPQ,矩形区域内有水平向右的匀强电场,场强为E;在y≥0的区域内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场,半径为R的光滑绝缘空心半圆管ADO固定在坐标平面内,半圆管的一半处于电场中,圆心O1为MN的中点,直径AO垂直于水平虚线MN,一质量为m、电荷量为q的带电粒子(重力不计)从半圆管的O点由静止释放,进入管内后从A点穿出恰能在磁场中做半径为R的匀速圆周运动.求
(1)该粒子带哪种电荷?匀强磁场的磁感应强度B的大小为多少;
(2)若粒子再次进入矩形区域MNPQ时立即撤去磁场,此后粒子恰好从QP的中点C离开电场.求矩形区域的边长MQ与R的关系.
(3)在满足(2)的基础上,求从A点运动到C点的时间.

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13.如图甲所示,固定的水平金属导轨足够长且电阻不计.两阻值相同的导体棒ab、cd置于导轨上,棒与导轨垂直且始终保持良好接触.整个装置处在与导轨平面垂直向下的匀强磁场B中.现让导体棒ab以如图乙所示的速度向右运动.导体棒cd始终静止在导轨上,以水平向右为正方向,则导体棒cd所受的静摩擦力f随时间变化的图象是(  )
A.B.C.D.

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14.2011年8月,“嫦娥二号”成功进入环绕“日地拉格朗日点”的轨道,我国成为世界上第三个造访该点的国家.如图所示,该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上,一飞行器处于该点,在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动,若地球公转的周期为T,公转轨道半径为R,地球与飞行器间的距离为r,求:
(1)此飞行器在该拉格朗日点的运行速度;
(2)在地球和太阳所在的直线上还有这样的点(飞行器处于该点,集合不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动)吗?写出你的分析过程.

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