【题目】如图1所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L.M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.
(1)由b向a方向看到的装置如图2所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;
(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v 时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;
(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值.
【答案】
(1)
解:杆受力图如图所示:
重力mg,竖直向下,支撑力N,垂直斜面向上,安培力F,沿斜面向上.
故ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图如上所示
(2)
解:当ab杆速度为v时,感应电动势E=BLv,此时电路中电流:
ab杆受到安培力:
根据牛顿运动定律,有:
故此时ab杆中的电流大小为: ,加速度的大小为:
(3)
解:当: ,时,ab杆达到最大速度vm,
此时:
故在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值为:
【解析】(1)杆ab受到沿导轨向上的安培力和重力以及支持力作用,根据各力的大小方向关系可正确画出受力图.(2)根据右手定则可以判断出杆θ中的电流方向,正确受力分析,根据牛顿第二定律可求出杆的加速度大小.(3)当合外力为零时,即重力沿导轨向下的分力等于安培力时,杆的速度达到最大.
【考点精析】通过灵活运用安培力,掌握安培力做功与路径有关,绕闭合回路一周,安培力做的功可以为正,可以为负,也可以为零,而不像重力和电场力那样做功总为零即可以解答此题.
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【题目】如图所示,质量为mB=14kg的木板B放在水平地面上,质量为mA=10kg的木箱A放在木板B上.一根轻绳一端拴在木箱上,另一端拴在地面的木桩上,绳绷紧时与水平面的夹角为θ=37°.已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1=0.5,木板B与地面之间的动摩擦因数μ2=0.4.重力加速度g取10m/s2 . 现用水平力F将木板B从木箱A下面匀速抽出,试求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)绳上张力T的大小;
(2)拉力F的大小.
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【题目】如图9甲所示,一理想变压器的原、副线圈的匝数比是10:1,原线圈接入如图乙所示的正弦交流电,一只理想二极管和一个阻值为20Ω的滑动变阻器串联后接在副线圈上,滑片位于正中央,两电表均为理想电表,则( )
A.电压表示数约为22 V
B.电流表示数为0.11 A
C.当滑片向b端滑动时,两电表示数均变大
D.二极管两端的最大电压为22 V
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【题目】如图所示,在水平向右的匀强电场中,一根长为L的绝缘细线,一端连着一质量为m、带电量为+q的小球,另一端固定于O点,现把小球向右拉至细线水平且与场强方向平行的位置,无初速释放,小球能摆到最低点的另一侧,细线与竖直方向的最大夹角θ=30°,重力加速度为g,求:
①求场强E的大小;
②小球摆到最低点时细线的拉力T为多少?
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【题目】穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像分别如图甲、乙、丙、丁所示,下列关于回路中产生的感应电动势的论述,正确的是( )
A.图甲中回路产生的感应电动势恒定不变
B.图乙中回路产生的感应电动势一直在变大
C.图丙中回路在0~t0时间内产生的感应电动势大于t0~2t0时间内产生的感应电动势
D.图丁中回路产生的感应电动势可能恒定不变
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【题目】如图所示空间分为I、Ⅱ两个足够长的区域,各界面(图中虚线)水平,I区域存在匀强电场E1=1.0×l04V/m,方向竖直向上;Ⅱ区域存在匀强电场E2= ×l05V/m,方向水平向右,两个区域宽度分别为d1=5.0m,d2=4.0m.一质量m=1.0×10﹣8kg、电荷量q=1.6×10 ﹣6C的粒子从D点由静止释放,粒子重力忽略不计,求:
(1)粒子离开区域I时的速度大小;
(2)粒子出区域Ⅱ后加另一个匀强电场,使粒子在此电场作用下经1.0s速度变为零,求此
电场的方向及电场强度E3 .
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【题目】如图为日常生活中常见的点火装置原理图,先将1.5V直流电压通过转换器转换为正弦交变电压u=6sinωt(V),然后将其加在理想变压器的原线圈n1上,当副线圈n2两端电压达到12kV以上时放电针之间空气被击穿,从而引发电火花点燃气体.根据以上信息下列说法正确的是( )
A.原线圈两端所接交流电压表的读数为6V
B.副线圈中交流电压与原线圈中交流电压频率不相等
C.要实现点火则副线圈与原线圈的匝数比至少大于 ×103
D.要实现点火则副线圈与原线圈的匝数比至少大于2000
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【题目】历史学家们认为:“17世纪后期科学革命的胜利为启蒙运动提供了先决条件。”这里的“科学革命的胜利”指的是
A.太阳中心说的提出B.相对论的提出
C.进化论的提出D.经典力学的形成
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