【题目】如图甲所示,电阻不计且间距L=1m的光滑平行金属导轨竖直放置,上端接一阻值R=2Ω的电阻,虚线OO′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场,现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab从OO′上方某处由静止释放,金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平,已知杆ab进入磁场时的速度v0=1m/s,下落0.3m的过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示,g取10m/s2 , 则( )
A.匀强磁场的磁感应强度为2T
B.杆ab下落0.3m时金属杆的速度为1m/s
C.杆ab下落0.3m的过程中R上产生的热量为0.2J
D.杆ab下落0.3m的过程中通过R的电荷量为0.25C
【答案】A,D
【解析】解:A、进入磁场后,根据右手定则判断可知金属杆ab中电流的方向由a到b.由左手定则知,杆ab所受的安培力竖直向上.
由乙图知,刚进入磁场时,金属杆ab的加速度大小a0=10m/s2 , 方向竖直向上.
由牛顿第二定律得:BI0L﹣mg=ma0
设杆刚进入磁场时的速度为v0 , 则有 I0= =
联立得: ﹣mg=ma0
代入数据,解得:B=2T,故A正确.
B、通过a﹣h图象知h=0.3m,a=0,表明金属杆受到的重力与安培力平衡,有 mg=BIL=BL =
,联立得:v=
=
=0.5m/s.即杆ab下落0.3m时金属杆的速度为0.5m/s.故B错误.
C、从开始到下落0.3m的过程中,由能的转化和守恒定律有:
mgh=Q+ mv2
代入数值有:Q=m(gh﹣ v2)=0.1×(10×0.3﹣
×0.52)J=0.2875J,故C错误.
D、金属杆自由下落的高度 h= =
m=0.05m,ab下落0.3m的过程中,通过R的电荷量:q=
=
=
C=0.25C.故D正确;
故选:AD.
【考点精析】本题主要考查了功能关系的相关知识点,需要掌握当只有重力(或弹簧弹力)做功时,物体的机械能守恒;重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:W G =E p1 -E p2;合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:W 合 =E k2 -E k1 (动能定理);除了重力(或弹簧弹力)之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:W F =E 2 -E 1才能正确解答此题.
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【题目】有一个竖直放置的圆形轨道,半径为R,由左右两部分组成.如图所示,右半部分AEB是光滑的,左半部分BFA是粗糙的.现在最低点A给质量为m的小球一个水平向右的初速度v0,使小球沿轨道恰好运动到最高点B,小球在B点又能沿BFA轨道回到点A,到达A点时对轨道的压力为4mg.
求:(1)到达B点的速度
(2)小球在A点的速度v0
(3)在轨道BFA上克服摩擦力所做的功.
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【题目】如图所示,金属板M,N水平放置,相距为d,其左侧有一对竖直金属板P,Q,板P上小孔S正对板Q上的小孔O,M,N间有垂直纸面向里的匀强磁场,在小孔S处有一带负电粒子,其重力和初速均不计,当变阻器的滑动触头在AB的中点时,带负电粒子恰能在M,N间做直线运动,当滑动变阻器滑片向A点滑动过程中,则( )
A.粒子在M,N间运动过程中,动能一定不变
B.粒子在M,N间运动过程中,动能一定减小
C.粒子在M,N间仍做直线运动
D.粒子可能沿M板的右边缘飞出
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【题目】关于速度、速度的变化量、加速度,正确的说法是( )
A. 加速度很大时,运动物体的速度变化一定很快
B. 物体运动时速度的变化量越大,它的加速度一定越大
C. 速度很大的物体,其加速度一定很大
D. 某时刻物体速度为零,其加速度一定也为零
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【题目】利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域.如图所示是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方向的电流I,C,D两侧面会形成电势差.下列说法中正确的是( )
A.若元件的载流子是自由电子,则D侧面电势高于C侧面电势
B.若元件的载流子是自由电子,则C侧面电势高于D侧面电势
C.在测地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持竖直
D.在测地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平
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【题目】如图所示,重力为G的物体静止在倾角为α的斜面上,将重力G分解为垂直斜面向下的力F1和平行斜面向下的力F2,那么( )
A. F1就是物体对斜面的压力
B. 物体对斜面的压力方向与F1方向相同,大小为Gcos α
C. F2就是物体受到的静摩擦力
D. 物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、F1和F2共五个力的作用
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【题目】如图所示,水平传送带长为2m,以v1=1m/s的速度匀速运动,质量均为4kg的小物体P、Q与绕过定滑轮的轻绳相连,t=0时刻、P在传送带左端以初速度v2=4m/s向右运动,已知P与传送带间动摩擦因数为0.5,P在传动带上运动过程它与定滑轮间的绳始终水平,不计定滑轮质量和摩擦,绳不可伸长且足够长度,最大静摩擦力视为等于滑动摩擦力,取g=10m/s2 , 求:
(1)t=0时刻小物体P的加速度大小和方向.
(2)小物体P向右运动的最大距离.
(3)小物体P滑离传送带时的速度.
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【题目】如图所示电路,电源电动势为E,串联的固定电阻为R2 , 滑动变阻器的总电阻为R1 , 电阻大小关系为R1=R2=r,则在滑动触头从a端移动到b端的过程中,下列描述中正确的是( )
A.电路中的总电流先减小后增大
B.电路的路端电压先增大后减小
C.电源的输出功率先增大后减小
D.滑动变阻器R1上消耗的功率先减小后增大
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【题目】2015年12月,第二届世界互联网大会在浙江乌镇召开,会上机器人的展示精彩纷呈.如图所示,当爬壁机器人沿竖直墙壁缓慢攀爬时,其受到的摩擦力( )
A.大于重力
B.等于重力
C.小于重力
D.等于机器人对墙壁压力
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