【題目】如圖1所示,兩根光滑平行導(dǎo)軌水平放置,間距為L,其間有豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B.垂直于導(dǎo)軌水平對稱放置一根均勻金屬棒。從t=0時刻起,棒上有如圖2的變化電流I、周期為T,電流值為I,圖1中I所示方向為電流正方向。則金屬棒( )
A. 在一個周期內(nèi)先向右移動再向左移動
B. 在一個周期內(nèi)加速度保持不變
C. 受到的安培力在一個周期內(nèi)都做正功
D. 在一個周期內(nèi)動能先增大后減小
【答案】D
【解析】
根據(jù)左手定則判斷出安培力的方向,結(jié)合加速度方向與速度方向的關(guān)系判斷金屬棒的運動規(guī)律。從而得出速度、安培力隨時間的變化規(guī)律,根據(jù)安培力的做功情況判斷動能變化。
根據(jù)左手定則知,導(dǎo)體棒開始所受的安培力方向水平向右,根據(jù)F=BIL知,安培力在第一個T/2內(nèi)做勻加速直線運動,在第二個T/2內(nèi),安培力方向水平向左,大小不變,做勻減速直線運動,根據(jù)運動的對稱性知,一個周期末速度為零,金屬棒的速度方向未變;知金屬棒一直向右移動,先向右做勻加速直線運動,再向右做勻減速運動,加速度大小不變,方向改變,速度隨時間周期性變化;安培力在一個周期內(nèi)先做正功,后做負功,在一個周期內(nèi)動能先增大后減小。故ABC錯誤,D正確。故選D。
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【題目】如圖所示,a為豎直平面內(nèi)的半圓環(huán)acb的水平直徑,c為環(huán)上最低點,環(huán)半徑為R.將一個小球從a點以初速度v0沿ab方向拋出,設(shè)重力加速度為g,不計空氣阻力.( 。
A. 當小球的初速度v0=時,掉到環(huán)上時的豎直分速度最大
B. 當小球的初速度v0<時,將撞擊到環(huán)上的圓弧ac段
C. 當v0取適當值,小球可以垂直撞擊圓環(huán)
D. 無論v0取何值,小球都不可能垂直撞擊圓環(huán)
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【題目】無線充電技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于日常生活中,圖甲是手機無線充電原理圖,經(jīng)簡化后如圖乙所示.設(shè)線圈處于平行于線圈軸線的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度隨時間變化規(guī)律如圖丙所示(設(shè)磁場方向垂直紙面向里為正方向),虛線框內(nèi)是整流電路,其作用是使流過電流表的電流方向始終向右,其他影響忽略不計.已知線圈匝數(shù)n=100匝,線圈面積S=1×10-3m2,電流表示數(shù)為1A,充電電池內(nèi)阻r=0.5Ω,充電電池容量為2000mAh(1mAh=3.6C),設(shè)充電過程中電流恒定,充電前電池電量為零.求:
(1)在0至0.5×10-2s時間內(nèi),線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小以及線圈中感應(yīng)電流的方向;
(2)充電電池的發(fā)熱功率;
(3)將充電電池電量充滿需要多長時間.
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【題目】沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t0時的波形如圖所示,P、Q兩個質(zhì)點的平衡位置分別位于x=3.5m和x=6.5m處。此后,在t=0.5s時,質(zhì)點P恰好第二次處于波峰位置。下列說法中正確的是
A. 波的周期為0.2sl
B. 波速為5m/s
C. tl=0.5s時,質(zhì)點Q第二次到達平衡位置且向上運動
D. 當t2=0.9s時,質(zhì)點P的位移為2cm
E. P、Q兩點的振動方向總是相反
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【題目】如圖所示,粗細均勻的矩形單匝線圈abcd固定在滑塊上,總質(zhì)量M=1 kg,滑塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,線圈ab邊長度L1=2 m,線圈ad邊長度L2=1 m,線圈的總電阻R=2 Ω;瑝K的右側(cè)有一垂直紙面向里的勻強磁場,且磁感應(yīng)強度隨時間的變化關(guān)系如下圖所示。t=0時刻滑塊處于磁場左邊界的左側(cè)某個位置,從該時刻起滑塊在外力F的作用下以速度v=3 m/s水平向右做勻速直線運動。已知ab邊到磁場下邊界的距離x=0.5 m,t1=3 s時線圈ab邊恰好完全進入磁場,取g=10 m/s2,求:
(1)線圈進入磁場的過程中a、b兩點間的電勢差Uab;
(2)0~4 s內(nèi)整個線圈所產(chǎn)生的焦耳熱Q;
(3)0~4 s內(nèi)外力F所做的功WF。
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【題目】如圖,一束帶電粒子以一定的初速度沿直線通過由相互正交的勻強磁場B和勻強電場E組成的速度選擇器,然后粒子通過平板S上的狹縫P,進入另一勻強磁場B',最終打在AlA2上.下列表述正確的是
A. 粒子帶負電
B. 所有打在AlA2上的粒子,在磁場B'中運動時間都相同
C. 能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于
D. 粒子打在AlA2上的位置越靠近P,粒子的比荷越大
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【題目】如圖所示,有質(zhì)量為2m、m的小滑塊P、Q,P套在固定豎直桿上,Q放在水平地面上。P、Q間通過餃鏈用長為L的剛性輕桿連接,一輕彈簧左端與Q相連,右端固定在豎直桿上,彈簧水平,α=30°時,彈簧處于原長。當α=30°時,P由靜止釋放,下降到最低點時α變?yōu)?/span>60°,整個運動過程中,P、Q始終在同一豎直平面內(nèi),彈簧在彈性限度內(nèi),忽略一切摩擦,重力加速度為g。則P下降過程中
A. P、Q組成的系統(tǒng)機械能守恒
B. 當α=45°時,P、Q的速度相同
C. 彈簧彈性勢能最大值為(-1)mgL
D. P下降過程中動能達到最大前,Q受到地面的支持力小于3mg
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【題目】電源、一個水平放置的平行板電容器、兩個電阻箱R1、R2和定值電阻R3組成如圖所示的電路。當把電阻箱R1、R2調(diào)到某個值時,閉合開關(guān)S,電容器中的一帶電液滴恰好處于靜止狀態(tài)。下列操作可以讓帶電液滴向下運動的是
A. 增大R1的阻值
B. 增大R2的阻值
C. 斷開開關(guān)S
D. 把電容器的上極板向上平移
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【題目】(20分)對鈾235的進一步研究在核能的開發(fā)和利用中具有重要意義。如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為q的鈾235離子,從容器A下方的小孔S1不斷飄入加速電場,其初速度可視為零,然后經(jīng)過小孔S2垂直于磁場方向進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,做半徑為R的勻速圓周運動。離子行進半個圓周后離開磁場并被收集,離開磁場時離子束的等效電流為I。不考慮離子重力及離子間的相互作用。
(1)求加速電場的電壓U;
(2)求出在離子被收集的過程中任意時間t內(nèi)收集到離子的質(zhì)量M;
(3)實際上加速電壓的大小會在U+ΔU范圍內(nèi)微小變化。若容器A中有電荷量相同的鈾235和鈾238兩種離子,如前述情況它們經(jīng)電場加速后進入磁場中會發(fā)生分離,為使這兩種離子在磁場中運動的軌跡不發(fā)生交疊,應(yīng)小于多少?(結(jié)果用百分數(shù)表示,保留兩位有效數(shù)字)
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