【题目】如图所示,一根长为l、质量为m的导线AB,用软导线悬挂在方向水平、磁感应强度为B的匀强磁场中,先要使悬线张力为零,则导线AB通电方向怎样?电流是多大?
【答案】A→B I=mg/BL
【解析】
先对AB导线进行受力分析,由二力的平衡可知安培力的方向,结合左手定则可得知对流的方向,利用二力平衡列式求解可解得对流的大小.
要使导线的张力为零,说明AB应在重力和安培力的作用下平衡,即重力和安培力大小相等、方向相反,安培力的方向是竖直向上,磁场的方向是垂直纸面向里的,由左手定则可知,电流的方向为从A流向B.由二力平衡有:
BIL=mg
得:I=
【点晴】
该题主要课程了安培力的相关问题,对于安培力的大小,当电流方向与磁场方向相同或相反时,即α=0或π时,电流不受安培力作用.当电流方向与磁场方向垂直时,电流受的安培力最大为F=BIL.B是磁感应强度,I是电流强度,L是导线垂直于磁感线的长度.对于方向,要根据左手定则:伸开左手,使拇指与其他四指垂直且在一个平面内,让磁感线从手心穿入,四指指向电流方向,大拇指指向的就是安培力方向(即导体受力方向).
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【题目】如图甲所示,固定轨道由倾角θ=37°的斜导轨与水平导轨用极短的圆弧导轨平滑连接而成,轨道所在空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B=0.2 T的匀强磁场,两导轨间距为L=0.5 m,上端用阻值为R=0.5 Ω的电阻连接.在沿斜导轨向下的拉力(图中未画出)作用下,一质量为m=0.5 kg、阻值也为0.5 Ω的金属杆MN从斜导轨上某一高处由静止开始(t=0)沿光滑的斜导轨匀加速下滑,当杆MN滑至斜导轨的最底端P2Q2处时撤去拉力,杆MN在粗糙的水平导轨上减速运动直至停止,其速率v随时间t的变化关系如图乙所示(其中vm=20 m/s和t0=2 s为已知).杆MN始终垂直于导轨并与导轨保持良好接触,水平导轨和杆MN间的动摩擦因数为μ=0.1,g=10 m/s2.求:
(1)杆MN中通过的最大感应电流Im;
(2)杆MN沿斜导轨下滑的过程中,通过电阻R的电荷量q;
(3)撤去拉力后,若电阻R上产生的热量为Q=20 J,求杆MN在水平导轨上运动的路程s.
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【题目】氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示.下列说法正确的是________。
A.图中两条曲线下面积相等
B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形
C.图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形
D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
E.与0 ℃时相比,100 ℃时氧气分子速率出现在0~400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
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【题目】如图所示,U型玻璃细管竖直放置,水平细管与U型细管底部相连通,各部分细管内径相同。此时U型玻璃管左、右两侧水银面高度差为15cm,C管水银面距U型玻璃管底部距离为5cm,水平细管内用小活塞封有长度为12.5cm的理想气体A,U型管左管上端封有长25cm的理想气体B,右管上端开口与大气相通,现将活塞缓慢向右压,使U型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平,已知外界大气压强为75cmHg,忽略环境温度的变化,水平细管中的水银柱足够长,求:
(i)气体B的长度;
(ⅱ)活塞移动的距离。
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【题目】如图所示,一个上下都与大气相通的直圆筒,内部横截面积为S=0.01m2,中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体.A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动,且不漏气.A的质量不计,B的质量为M,并与一劲度系数为k=5×103N/m的较长的弹簧相连.已知大气压p0=1×105Pa,平衡时两活塞之间的距离l0=0.6m,现用力压A,使之缓慢向下移动一段距离后保持平衡.此时用于压A的力F=500N.求活塞A下移的距离.
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【题目】如图,一定质量的理想气体经历了A→B→C的状态变化过程,在此过程中气体的内能增加了135 J,外界对气体做了90 J的功。已知状态A时气体的体积VA = 600 cm3。求:
(1)从状态A到状态C的过程中,气体与外界热交换的热量;
(2)状态A时气体的压强pA。
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【题目】热等静压设备广泛用于材料加工中。该设备工作时,先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中,然后炉腔升温,利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理,改部其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为013 m3,炉腔抽真空后,在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为3.2×10-2 m3,使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa,使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa;室温温度为27 ℃。氩气可视为理想气体。
(1)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强;
(2)将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃,求此时炉腔中气体的压强。
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【题目】如图所示,在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场,现有一个质量m=2.0×10-3 kg、电荷量q=2.0×10-6 C的带正电的物体(可视为质点),从O点开始以一定的水平初速度向右做直线运动,其位移随时间的变化规律为x=6.0t -10t2,式中x的单位为m,t的单位为s。不计空气阻力,取g=10 m/s2。
(1) 求匀强电场的场强大小和方向;
(2) 求带电物体在0~0.5 s内电势能的变化量.
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【题目】如图所示的电路,闭合开关S后,三盏灯均能发光,电源电动势E恒定且内阻r不可忽略。现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些,关于三盏灯亮度变化的情况及电容器带电量判断正确的是( )
A.a灯变亮,b灯和c灯变暗,电容器C所带电荷量增多
B.a灯和c灯变亮,b灯变暗,电容器C所带电荷量减少
C.a灯和c灯变暗,b灯变亮,电容器C所带电荷量减少
D.a灯和b灯变暗,c灯变亮,电容器C所带电荷量增多
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