精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情
10.如圖所示,勻強磁場的方向垂直于光滑的金屬導軌平面向里,極板間距為d的平行板電容器與總電阻為2R0的滑動變阻器通過平行導軌連接,電阻為R0的導體棒MN可在外力的作用下沿導軌從左向右做勻速直線運動,當滑動變阻器的滑動觸頭位于a、b的中間位置,導體棒MN的速度為v0時,位于電容器中P點的帶電油滴恰好處于靜止狀態(tài),若不計摩擦和平行導軌及導線的電阻,重力加速度為g,則下列判斷正確的是( 。
A.油滴帶負電
B.若將上極板豎直向上移動距離d,油滴將向上加速運動,加速度$a=\frac{g}{2}$
C.若將導體棒的速度變?yōu)?v0,油滴將向上加速運動,加速度a=2g
D.若保持導體棒的速度為v0不變,而將滑動觸頭置于a位置,同時將電容器上極板向上移動距離$\fracsoiw0wc{3}$,油滴仍將靜止

分析 導體棒MN切割磁感線,產生感應電動勢,相當于電源,M端為正極,外電路由滑動變阻器構成,電容器兩端電壓和滑動變阻器兩端電壓相等,弄清楚這些然后對帶電液滴進行受力分析即可正確解答本題.

解答 解:A、根據(jù)右手定責可知,M端為正極,液滴靜止,因此帶負電,故A正確;
B、設導體棒長度為L,導體棒切割磁感線形成的感應電動勢為:E=BLv,
電容器兩端電壓為:U1=$\frac{E{R}_{0}}{2{R}_{0}}$=$\frac{BL{v}_{0}}{2}$…①
開始液滴靜止有:q$\frac{{U}_{1}}ia0oaqq$=mg…②
若將上極板豎直向上移動距離d時,有:mg-q$\frac{{U}_{1}}{2d}$=ma1…③
聯(lián)立①②③得:a1=$\frac{g}{2}$,方向豎直向下,故B錯誤;
C、當若將導體棒的速度變?yōu)?v0時,有:q$\frac{{U}_{1}}ewoqoms$-mg=ma2…④
將①中v0換為2v0聯(lián)立①②④解得:a2=$\frac{g}{2}$,方向豎直向上,故C錯誤;
D、若保持導體棒的速度為v0不變,而將滑動觸頭置于a位置時,電容器兩端之間的電壓為:U2=$\frac{2}{3}$BLv0,
此時液滴所受電場力為:F=q•$\frac{{U}_{2}}{\frac{4}{3}d}$=mg,液滴受到的合力為零,因此液滴仍然靜止,故D正確.
故選:AD.

點評 本題實質上借助電磁感應考查了有關電容器的運算,注意正確分析電容器兩端電壓以及極板的正負極.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.圖示為錐形齒輪的傳動示意圖,大齒輪帶動小齒輪轉動,大、小齒輪的角速度大小分別為ω1、ω2,兩齒輪邊緣處的線速度大小分別為v1、v2,則( 。
A.ω12,v1>v2B.ω1>ω2,v1=v2C.ω1<ω2,v1=v2D.ω12,v1<v2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.如圖所示,裸導線框abcd放在光滑金屬導軌上向右運動,勻強磁場力方向如圖所示,則( 。 
A.表的指針發(fā)生偏轉B.表的指針發(fā)生偏轉
C.表的指針不發(fā)生偏轉D.表的指針不發(fā)生偏轉

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.如圖,質量為M=3kg的小滑塊,從斜面頂點A靜止沒ABC下滑,最后停在水平面D點,不計滑塊從AB面滑上BC面,以及從BC面滑上CD面的機械能損失.已知:AB=BC=5m,CD=9m,θ=53°,β=37°,重力加速度g=10m/s2,在運動過程中,小滑塊與接觸面的動摩擦因數(shù)相同.則( 。
A.小滑塊與接觸面的動摩擦因數(shù)μ=0.5
B.小滑塊在AB面上運動時克服摩擦力做功,等于在BC面上運動克服摩擦力做功
C.小滑塊在AB面上運動時間大于小滑塊在BC面上的運動時間
D.小滑塊在AB面上運動的加速度a1與小滑塊在BC面上的運動的加速度a2之比是$\frac{5}{3}$

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.在磁感應強度為B的勻強磁場中,有一與磁場方向垂直、長度為L金屬桿aO,已知ab=bO=$\frac{L}{2}$,a、b與磁場中以O為圓心的同心圓(都為部分圓。┙饘佘壍朗冀K接觸良好.一電容為C的電容器接在軌道上,如圖所示,當金屬桿在與磁場垂直的平面內以O為軸,以角速度ω順時針勻速轉動時(  )
A.Uao=2Ubo
B.Uab=$\frac{1}{8}$BL2ω
C.電容器帶電量Q=$\frac{3}{8}$CBL2ω
D.若在eO間連接一個電壓表,則電壓表示數(shù)為零

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

15.如圖所示,光滑且足夠長的平行金屬導軌MN、PQ固定在同一水平面上,兩導軌間距L=0.2m,電阻R=0.4Ω,導軌上停放一質量m=0.1g、電阻r=0.1Ω的金屬桿,導軌電阻可忽略不計,整個裝置處于磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中,磁場方向豎直向下,現(xiàn) 用一外力F沿水平方向拉桿,使之由靜止開始運動,若理想電壓表的示數(shù)U隨時間t變化的關系如圖(b)所示.

(1)試分析說明金屬桿的運動情況;
(2)求金屬桿的加速度;
(3)求第2s末外力F的瞬時功率.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.如圖所示,一金屬棒AC在勻強磁場中繞平行于磁感應強度方向的軸(過O點)勻速轉動,OA=2OC=2L,磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里,金屬棒轉動的角速度為ω、電阻為r,內、外兩金屬圓環(huán)分別與C、A良好接觸并各引出一接線柱與外電阻R相接(沒畫出),兩金屬環(huán)圓心皆為O且電阻均不計,則(  )
A.金屬棒中有從A到C的感應電流B.外電阻R中的電流為$I=\frac{{3Bω{L^2}}}{2(R+r)}$
C.金屬棒AC間電壓為$\frac{{3Bω{L^2}R}}{2(R+r)}$D.當r=R時,外電阻消耗功率最小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

19.如圖所示,水平光滑軌道AB與豎直半圓形光滑軌道BC在B點平滑連接,半圓形軌道半徑為R,AB段長為4R,質量為m的小滑塊(可視為質點)在水平恒力F作用下,從A點由靜止開始運動,經B點時撤去力F,小滑塊進入半圓形軌道,沿軌道運動到最高點C,從C點水平飛出.重力加速度為g.求:
(1)若小滑塊從C點水平飛出后又恰好落在A點.
①滑塊通過 C點時的速度大小;
②滑塊剛進入半圓形軌道時,在B點對圓軌道壓力的大。
(2)如果要使小滑塊能夠通過C點,求水平恒力F應滿足的條件.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.如圖是某運動員高臺跳水時頭部的運動軌跡,A、B、c是軌跡上的三個位罝點.下列說法正確的是( 。
A.研究運動員跳水過程,可以把運動員看作質點
B.運動員從離開跳板到入水前的運動,機械能一定是守恒的
C.經過a點時,頭部速度方向可能是水平向右
D.經過b、c點時,頭部速度方向都是豎直方向

查看答案和解析>>

同步練習冊答案