【題目】發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)具有裝置上的類似性,源于它們機(jī)理上的類似性。直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的工作原理分別可以簡(jiǎn)化為如圖1、圖2所示的情景。
在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩根光滑平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi),相距為L,電阻不計(jì)。電阻為R的金屬導(dǎo)體棒ab垂直于MN、PQ放在軌道上,與軌道接觸良好。圖1軌道端點(diǎn)MP間接有阻值為r的電阻,導(dǎo)體棒ab受到水平向右的外力作用,以速度v(v平行于MN)向右做勻速運(yùn)動(dòng)。圖2軌道端點(diǎn)MP間接有直流電源,電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì),電阻為R的導(dǎo)體棒ab以速度v(v平行于MN)向右做勻速運(yùn)動(dòng)。并通過滑輪勻速提升重物,電路中的電流為I。則下列說法正確的是( )
A. 在Δt時(shí)間內(nèi),圖1“發(fā)電機(jī)”產(chǎn)生的電能為
B. 在Δt時(shí)間內(nèi),圖2“電動(dòng)機(jī)”輸出的機(jī)械能
C. 從微觀角度看圖1產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)是由于洛侖茲的一個(gè)分力做功將其他能轉(zhuǎn)化為電能
D. 在圖2中提升重物增加的機(jī)械能是由于安培力對(duì)導(dǎo)體棒做正功將電能轉(zhuǎn)化為其他能
【答案】ACD
【解析】
(1)在圖1的情況下,導(dǎo)體棒ab能夠勻速運(yùn)動(dòng),則水平向右外力剛好與運(yùn)動(dòng)反方向的安培力(電磁阻尼)平衡,因此可根據(jù)安培力做功的功率,結(jié)合時(shí)間,計(jì)算某段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電能;(2)在圖2的電路中,導(dǎo)體棒向右勻速運(yùn)動(dòng)的過程中,會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì),則電動(dòng)機(jī)的工作電壓不等于E,必須通過轉(zhuǎn)換研究對(duì)象來求輸出的機(jī)械能(3)導(dǎo)體棒切割磁場(chǎng)產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì),非靜電力為洛倫茲力;安培力做正功,實(shí)際是電能向其他形式能轉(zhuǎn)化的過程。
A、圖1中導(dǎo)體棒勻速切割磁感線,產(chǎn)生的動(dòng)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為,根據(jù)閉合電路歐姆定律,回路中電流為,則ab棒運(yùn)動(dòng)過程中受到的反向安培力大小為。因?yàn)閷?dǎo)體棒勻速,則水平外力做功的功率大小和導(dǎo)體棒克服安培力做功的功率相等,則。所以在Δt時(shí)間內(nèi),產(chǎn)生的電能為,A正確;
B、圖2中,電動(dòng)機(jī)在Δt時(shí)間內(nèi)輸出的機(jī)械能等于重物增加的重力勢(shì)能,即,由因?yàn)閷?dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng),,則,故B錯(cuò)誤;
C、圖1中導(dǎo)體棒在水平向右外力的作用下以速度勻速運(yùn)動(dòng),同時(shí)導(dǎo)體棒中等效正自由電荷沿ba方向做定向移動(dòng),設(shè)定向移動(dòng)的速度為,如下圖所示,洛倫茲力的其中一個(gè)分力跟導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)方向相反,對(duì)導(dǎo)體棒ab做負(fù)功,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。故C正確;實(shí)際沿導(dǎo)體棒方向的分力對(duì)導(dǎo)體棒中自由電荷做正功,總體看,洛倫茲力不做功。
D、安培力做正功,是電能向其他形式能轉(zhuǎn)化的過程,D正確。
故本題選ACD。
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【題目】光子能量e=2.49eV的藍(lán)光分別照射到甲、乙兩種金屬表面上,甲金屬的逸出功W1=1.90eV,乙金屬的逸出功W2=2.25eV。同時(shí)按照密立根的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可以測(cè)得兩種金屬相應(yīng)的遏止電壓。則
A. 甲金屬的截止頻率比乙金屬的大
B. 甲金屬逸出的光電子最大初動(dòng)能比乙的小
C. 按照密立根的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)得其相應(yīng)的遏止電壓甲的比乙的大
D. 紫光分別照射到甲、乙兩種金屬表面上,不會(huì)有光電子逸出
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【題目】如圖所示,某人從高出水平地面h的坡上水平擊出一個(gè)質(zhì)量為m的高爾夫球,由于受恒定的水平風(fēng)力的作用,高爾夫球豎直落入距擊球點(diǎn)水平距離為L的A穴,不計(jì)洞穴的深度,則下列說法正確的是
A. 球被擊出后做平拋運(yùn)動(dòng)
B. 該球從被擊出到落入A穴所用的時(shí)間為
C. 球被擊出時(shí)的初速度大小為
D. 球被擊出后受到的水平風(fēng)力的大小為
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【題目】一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖如圖所示,圖中質(zhì)點(diǎn)P的x坐標(biāo)為0.75m,質(zhì)點(diǎn)Q的x坐標(biāo)為2.0m。已知質(zhì)點(diǎn)P連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時(shí)間間隔為0.2s下列說法正確的是___________。
A. 波的周期為0.2s
B. 波速為5m/s
C. t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P的速度大于質(zhì)點(diǎn)Q的速度
D. t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P的加速度大于質(zhì)點(diǎn)Q的加速度
E. t=0.25s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P的y坐標(biāo)為-4cm
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【題目】某探究小組為了研究小車的直線運(yùn)動(dòng),用自制的“滴水計(jì)時(shí)器”計(jì)量時(shí)間。實(shí)驗(yàn)前,將該計(jì)時(shí)器固定在小車旁,如圖甲所示。實(shí)驗(yàn)時(shí),保持桌面水平,讓小車在外力的作用下運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間,滴水計(jì)時(shí)器等時(shí)間間隔地滴下小水滴,圖乙記錄了桌面上連續(xù)6個(gè)水滴的位置及它們之間的距離。已知滴水計(jì)時(shí)器從滴出第1個(gè)水滴開始計(jì)時(shí),到滴出第26個(gè)水滴共用時(shí)10s。結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字.
(1)水滴從滴到位置1至滴到位置6用時(shí)_________s。
(2)小車運(yùn)動(dòng)過程的加速度大小為_________m/s2;水滴滴到位置5時(shí),小車的速度大小為_________m/s。
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【題目】如圖所示,在小車的右端高h=0.20m的支架上固定著一個(gè)半徑為R的1/4圓弧光滑導(dǎo)軌,一質(zhì)量為m= 0.2kg的物體從圓弧的頂端無摩擦地滑下,離開圓弧后剛好落到車的左端邊沿,車與支架的總質(zhì)量M=2kg,車身長(zhǎng)L=0.22m,車與水平地面間的摩擦不計(jì),重力加速度g =10m/s2,求:
(1) 小球離開圓弧軌道下降高度h.所用的時(shí)間;
(2) 小球滑到圓弧底端時(shí)小球和車的速度大。
(3) 圓弧半徑R。
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【題目】如圖所示,a、b、c為勻強(qiáng)電場(chǎng)中一條直線上的三點(diǎn),ab=bc=l,一個(gè)帶電荷量為q的負(fù)點(diǎn)電荷,在大小為F的電場(chǎng)力的作用下,以某一初速度從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過程中電勢(shì)能增大W,則
A. 負(fù)點(diǎn)電荷從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過程中一定經(jīng)過b點(diǎn)
B. 勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為
C. 勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為
D. 若a點(diǎn)的電勢(shì)為,則b點(diǎn)的電勢(shì)為
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【題目】如圖所示,直線MN與水平方向成60°角,MN的右上方存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),左下方存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.一粒子源位于MN上的a點(diǎn),能水平向右發(fā)射不同速率、質(zhì)量為m(重力不計(jì))、電荷量為q(q>0)的同種粒子,所有粒子均能通過MN上的b點(diǎn),已知ab=L,則粒子的速度可能是( )
A. B.
C. D.
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【題目】如圖所示,在傾角為30°的光滑斜面上,一輕質(zhì)彈簧兩端連接兩個(gè)質(zhì)量均為m=1 kg的物塊B和C。物塊C緊靠著擋板P,物塊B通過一跨過光滑定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩與質(zhì)量m0=8 kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A相連,與物塊B相連的細(xì)繩平行于斜面,小球A在外力作用下靜止在對(duì)應(yīng)圓心角為60°、半徑R=2 m的光滑圓弧軌道的最高點(diǎn)a處,此時(shí)細(xì)繩恰好伸直且無拉力,圓弧軌道的最低點(diǎn)b與光滑水平軌道bc相切,F(xiàn)由靜止釋放小球A,當(dāng)小球A滑至b點(diǎn)時(shí),物塊B未到達(dá)a點(diǎn),物塊C恰好離開擋板P,此時(shí)細(xì)繩斷裂。已知重力加速度g取10 m/s2,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),細(xì)繩不可伸長(zhǎng),定滑輪的大小不計(jì)。求:
(1)彈簧的勁度系數(shù);
(2)在細(xì)繩斷裂后的瞬間,小球A對(duì)圓弧軌道的壓力大小。
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