4.若实数x,y满足等式,那么的最大值是( )
A. B. C. D.
3.如果函数(a>0,)是增函数,那么函数的图像大致是( )
2. 要从其中有50个红球的1000个球中,采用按颜色分层抽样的方法抽取100个进行分析,则应抽取红球的个数为( )
A.5个 B.10个 C.20个 D.45个
1.设全集U=R,,,那么下列关系中正确的是( )
A.M=N B. C. D.
15.(1)设装置由静止释放到导体棒运动到磁场下边界的过程中,作用在线框上的安培力做功为W
由动能定理
且
解得
(2)设线框刚离开磁场下边界时的速度为,则接着向下运动
由动能定理
装置在磁场中运动时收到的合力
感应电动势 =Bd
感应电流 =
安培力
由牛顿第二定律,在t到t+时间内,有
则
有
解得
(3)经过足够长时间后,线框在磁场下边界与最大距离之间往复运动
由动能定理
解得
例17 在如图11-24所示的水平导轨上(摩擦、电阻忽略不计),有竖直向下的匀强磁场,磁感强度B,导轨左端的间距为L1=4L0,右端间距为L2=L0。今在导轨上放置AC,DE两根导体棒,质量分别为m1=2m0,m2=m0,电阻R1=4R0,R2=R0。若AC棒以初速度V0向右运动,求AC棒运动的过程中产生的总焦耳热QAC,以及通过它们的总电量q。
[错解分析]错解:AC棒在磁场力的作用下,做变速运动。运动过程复杂,应从功能关系的角度来分析。由于没有摩擦,最后稳定的状态应为两棒做匀速运动。根据动量守恒定律m1v0=(m1+m2)v′
整个回路产生的焦耳热
因为R1=4R0,R2=R0。所以AC棒在运动过程中产生的焦耳热
对AC棒应用动量定理:BIL1·△t=m1v′-m1v0
AC棒在磁场力的作用下做变速运动,最后达到运动稳定,两棒都做匀速运动的分析是正确的。但是以此类推认为两棒的运动速度相同是错误的。如果两棒的速度相同则回路中还有磁通量的变化,还会存在感应电动势,感应电流还会受到安培力的作用,AC,DE不可能做匀速运动。
[正确解答]
由于棒L1向右运动,回路中产生电流,Ll受安培力的作用后减速,L2受安培力加速使回路中的电流逐渐减小。只需v1,v2满足一定关系,
两棒做匀速运动。
两棒匀速运动时,I=0,即回路的总电动势为零。所以有
BLlv1=BL2v2
再对DE棒应用动量定理BL2I·△t = m2v2
[小结]
以前我们做过类似的题。那道题中的平行轨道间距都是一样的。有一些同学不假思索,把那道题的结论照搬到本题中来,犯了生搬硬套的错误。差异就是矛盾。两道题的差别就在平行导轨的宽度不一样上。如何分析它们之间的差别呢?还是要从基本原理出发。平行轨道间距一样的情况两根导体棒的速度相等,才能使回路中的磁通量的变化为零。本题中如果两根导轨的速度一样,由于平行导轨的宽度不同导致磁通量的变化不为零,仍然会有感应电流产生,两根导体棒还会受到安培力的作用,其中的一根继续减速,另一根继续加速,直到回路中的磁通量的变化为零,才使得两根导体棒做匀速运动。抓住了两道题的差异之所在,问题就会迎刃而解。
例18 如图 11-25所示光滑平行金属轨道abcd,轨道的水平部分bcd处于竖直向上的匀强磁场中,bc部分平行导轨宽度是cd部分的2倍,轨道足够长。将质量相同的金属棒P和Q分别置于轨道的ab段和cd段。P棒位于距水平轨道高为h的地方,放开P棒,使其自由下滑,求P棒和Q棒的最终速度。
[错解分析]错解:
设P,Q棒的质量为m,长度分别为2L和L,磁感强度为B,P棒进入水平轨道的速度为v0,对于P棒,运用机械能守恒定律得
当P棒进入水平轨道后,切割磁感线产生感应电流。P棒受到安培力作用而减速,Q棒受到安培力而加速,Q棒运动后也将产生感应电动势,与P棒感应电动势反向,因此回路中的电流将减小。最终达到匀速运动时,回路的电流为零,所以
εp=εQ
即2BLvp=BLvQ
2vp=vQ
对于P,Q棒,运用动量守恒定律得到
mv0=mvp+mvQ
错解中对P,Q的运动过程分析是正确的,但在最后求速度时运用动量守恒定律出现错误。因为当P,Q在水平轨道上运动时,它们所受到的合力并不为零。Fp=2BIL,FQ=BIL(设I为回路中的电流),因此P,Q组成的系统动量不守恒。
[正确解答]
设P棒从进入水平轨道开始到速度稳定所用的时间为△t,P,Q 对PQ分别应用动量定理得
[小结]
运用动量守恒定律和机械能守恒定律之前,要判断题目所给的过程是否满足守恒的条件。动量守恒的条件是:系统所受的合外力为零,或者是在某一方向上所受的合外力为零,则系统在该方向上动量的分量守恒。
15.(16分)如图所示,两平行的光滑金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上,导轨间距为l、
足够长且电阻忽略不计,导轨平面的倾角为,条形匀强磁场的宽度为d,磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直。长度为2d的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成“”型装置,总质量为m,置于导轨上。导体棒中通以大小恒为I的电流(由外接恒流源产生,图中未图出)。线框的边长为d(d < l),电阻为R,下边与磁场区域上边界重合。将装置由静止释放,导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回,导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直。重力加速度为g。
求:(1)装置从释放到开始返回的过程中,线框中产生的焦耳热Q;
(2)线框第一次穿越磁场区域所需的时间t1 ;
(3)经过足够长时间后,线框上边与磁场区域下边界的最大距离m 。
14、⑴由动能定理得:
解得:
⑵设在最大距离ym处的速率为vm,有:
解得:
得:
⑶小球运动如图所示
由动能定理得:
由圆周运动得:
且:
解得:
在如图所师的闪光灯电路中,电源的电动势为,电容器的电容为。当闪光灯两端电压达到击穿电压时,闪光灯才有电流通过并发光,正常工作时,
闪光灯周期性短暂闪光,则可以判定 D
A.电源的电动势一定小于击穿电压
B.电容器所带的最大电荷量一定为
C.闪光灯闪光时,电容器所带的电荷量一定增大
D.在一个闪光周期内,通过电阻的电荷量与通过闪光灯的电
荷量一定相等
如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为1:5,原线圈两端
的交变电压为 氖泡在两端电压达到100V
时开始发光,下列说法中正确的有 AB
A.开关接通后,氖泡的发光频率为100Hz
B.开关接通后,电压表的示数为100 V
C.开关断开后,电压表的示数变大
D.开关断开后,变压器的输出功率不变
空间某一静电场的电势在轴上分布如图所示,轴上两点B、C
点电场强度在方向上的分量分别是、,下列说法中正确的有AD
A.的大小大于的大小
B.的方向沿轴正方向
C.电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大
D.负电荷沿轴从移到的过程中,电场力先做正功,后做负功
14、(16分)在场强为B的水平匀强磁场中,一质量为m、带正电q的小球在O静止释放,小球的运动曲线如图所示.已知此曲线在最低点的曲率半径为该点到x轴距离的2倍,重力加速度为g.求:
⑴小球运动到任意位置P(x,y)的速率v;
⑵小球在运动过程中第一次下降的最大距离ym;
⑶当在上述磁场中加一竖直向上场强为E()的匀强电场时,小球从O静止释放后获得的最大速率vm.
15、⑴a和b不受安培力作用,由机械能守恒得
⑵由能量守恒得:
在磁场区域有:
在无磁场区域:
解得:
⑶在无磁场区域有:
且:
在有磁场区域,对a棒:
且:
则有:
解得:
在如图所示的逻辑电路中,当A端输入电信号“1”、B端输入电信号“0”时,则在C和D端输出的电信号分别为(C)
A.1和0 B.0和1
C.1和l D.0和0
如图所示的电路中,三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接,电感的电阻忽略不计.电键K从闭合状态突然断开时,下列判断正确的有AD
A.a先变亮,然后逐渐变暗
B.b先变亮,然后逐渐变暗
C.c先变亮,然后逐渐变暗
D.b、c都逐渐变暗
17.(14分)
⑴ 从A点射出的粒子,由A到A′的运动时间为T,根据运动轨迹和对称性可得
x轴方向 (1分)
y轴方向 (1分)
得: (2分)
⑵ 设到C点距离为△y处射出的粒子通过电场后也沿x轴正方向,粒子第一次达x轴用时△t,水平位移为△x,则 (1分)
若满足,则从电场射出时的速度方向也将沿x轴正方向 (2分)
解之得: (2分)
即AC间y坐标为 (n = 1,2,3,……) (1分)
⑶ 当n=1时,粒子射出的坐标为
当n=2时,粒子射出的坐标为
当n≥3时,沿x轴正方向射出的粒子分布在y1到y2之间(如图)y1到y2之间的距离为
L= y1-y2= 则磁场的最小半径为 (2分)
若使粒子经磁场偏转后汇聚于一点,粒子的运动半径与磁场圆的半径相等(如图),(轨迹圆与磁场圆相交,四边形PO1QO2为棱形) 由 得: (2分)
08高考
如图所示,间距为L的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为θ,导轨光滑且电阻忽略不计.场强为B的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁场区域的宽度为d1,间距为d2.两根质量均为m、有效电阻均为R的导体棒a和b放在导轨上,并与导轨垂直.(设重力加速度为g)
⑴若a进入第2个磁场区域时,b以与a同样的速度进入第1个磁场区域,求b穿过第1个磁场区域过程中增加的动能△Ek;
⑵若a进入第2个磁场区域时,b恰好离开第1个磁场区域;此后a离开第2个磁场区域时,b 又恰好进入第2个磁场区域.且a.b在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相.求b穿过第2个磁场区域过程中,两导体棒产生的总焦耳热Q;
⑶对于第⑵问所述的运动情况,求a穿出第k个磁场区域时的速率v.
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