【題目】兩固定水平平行金屬導軌間距為L,導軌上放著兩根相同導體棒和已知每根導體棒質(zhì)量均為電阻均為R,導軌光滑且電阻不計,整個導軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,開始時和兩導體棒有方向相反的水平初速度,大小分別為和求:
(1)從開始到最終穩(wěn)定的過程中回路總共產(chǎn)生的焦耳熱;
(2)當棒的速度大小變?yōu)?/span>時:
①通過棒的電量是多少?
②兩棒間的距離增大了多少?
③回路消耗的電能為多少?
【答案】(1)mv02(2)①或②或△x2=③或
【解析】
(1)由于ab、cd兩導體棒切割磁感線,回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流.它們在安培力得作用下做減速運動,由于兩棒的質(zhì)量相等,所受的安培力大小相等,cd棒的初速度較大,所以當ab減速為零時,cd棒仍在向右運動,以后cd棒繼續(xù)減速,而ab棒反向加速,直到兩棒達到共同速度后,回路中無感應(yīng)電流,兩棒以相同的速度v做勻速運動.對兩棒組成的系統(tǒng),合外力為零,系統(tǒng)的動量守恒,根據(jù)兩棒總動量守恒和能量守恒求解從開始到最終穩(wěn)定回路中產(chǎn)生的焦耳熱.
(2)當ab棒的速度大小變?yōu)?/span>v0/4時有兩種情況:一種速度方向向左,另一種速度方向向右.對兩種情況,分別運用動量守恒定律求出cd棒的速度,再運用動量定理求通過cd棒的電荷量q,根據(jù)求兩棒間的距離增加量.
(1)從開始到最終穩(wěn)定的過程中,兩棒的總動量守恒,取水平向右為正方向,由動量守恒定律有:2mv0-mv0=2mv共.
解得:v共=v0
由能量守恒定律可得從開始到最終穩(wěn)定回路中總共產(chǎn)生的焦耳熱為:
Q=mv02+m(2v0)2-(2m)v共2=mv02
(2)分析兩種情況可知,當ab棒的速度大小是時有兩種情況:
1°當ab棒的速度未反向,即向左時,設(shè)此時cd棒的速度是v1,根據(jù)動量守恒得:
2mv0-mv0=mv1-m
解得:v1=
2°當ab棒的速度反向即向右時,設(shè)此時cd棒的速度是v2,根據(jù)動量守恒得:
2mv0-mv0=mv1+m
解得:v2=
①對cd棒,由動量定理得 F安t=m△v
其中 F安=BIL,I=,E=BL(vcd-vab),q=It
代入兩種情況可得,當vab=-時,有 BLq1=mv0-m
解得通過cd棒的電荷量為 q1=.
當vab′=時,有 BLq2=mv0+m
解得通過cd棒的電荷量為 q2=
②由
解得兩棒間的距離增大△x1=或△x2=
③回路消耗的電能
或者
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【題目】如圖所示質(zhì)量均為m的甲、乙兩個相同的氣缸放在水平地面上,甲氣缸固定,兩個氣缸中的活塞分別封閉有A、B理想氣體兩活塞用水平輕桿通過活動鉸鏈連接,活塞的橫截面積為S,開始時A、B氣體壓強均等于大氣壓強p0,溫度均為T0,體積分別為V,2V,氣缸乙與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5,活塞與氣缸壁無摩擦且氣密性好,不計活塞的重力,重力加速度為g,給電熱絲通電,對A氣體級慢加熱,乙氣缸的導熱性能好,當乙氣魟剛好要移動時。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。求
(1)B氣體的體積;
(2)A氣體的溫度。
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【題目】關(guān)于磁感應(yīng)強度,下列說法中正確的是( )
A. 由B=可知,B與F成正比,與IL成反比
B. 由B=可知,一小段通電導體在某處不受磁場力,說明此處一定無磁場
C. 通電導線在磁場中受力越大,說明磁場越強
D. 磁感應(yīng)強度的方向就是該處磁場方向
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【題目】某同學想測定某節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻,實驗室提供了合適的實驗器材,甲同學按電路圖進行測量實驗,其中R0=1.0Ω,則:
(1)由電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I,畫出U-I圖線如圖b所示,可得電源的電動勢E=____V,內(nèi)電阻r=_____Ω,(結(jié)果保留2位有效數(shù)字);
(2)在上述實驗過程中存在系統(tǒng)誤差,在下圖所繪圖象中,虛線代表沒有誤差情況下,電壓表兩端電壓的直實值與通過電源電流直實值關(guān)系的圖象,實線是根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪出的圖象,則下圖中能正確表示二者關(guān)系的是______
(3)乙同學將測量電路連接成如圖c所示,其他操作正確,由電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I,畫出U-I圖線如圖d所示,可得電源的電動勢E=_____V,內(nèi)電阻r=_____Ω(結(jié)果保留2位有效數(shù)字).
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【題目】如圖所示,在平面直角坐標系xoy的第一象限y≤a范圍內(nèi),存在垂直紙面向里磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。一質(zhì)量為m、電荷量為q帶負電的粒子從坐標原點O以速度大小為 沿不同方向射入磁場,不計粒子的重力,下列說法正確的是
A. 若粒子初速度沿y軸正方向,粒子在磁場中的運動時間為
B. 若粒子初速度沿y軸正方向,粒子在磁場中的運動時間為
C. 粒子在磁場中運動的最長時間為
D. 粒子在磁場中運動的最長時間為
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【題目】為監(jiān)測化工廠的污水排放量,環(huán)保部門在化工廠的排污管末端安裝了如圖所示的圓管狀電磁流量計,該裝置由非磁性的絕緣材料制成,圓管內(nèi)徑為d,a、b是圓管內(nèi)同一條直徑上的兩端點,外加磁感應(yīng)強度為B、方向垂直圓管直徑的勻強磁場,當充滿管口的含有大量帶電離子的污水從左向右流經(jīng)圓管時,測得a、b兩點間的電勢差為u,若用Q表示污水流量(單位時間內(nèi)流出的污水體積),則Q與u的關(guān)系式為
A. B. C. D. Q=u
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【題目】如圖甲所示,水平面內(nèi)粗糙導軌MN、PQ相距為L,置于豎直向下的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,導軌電阻不計。兩根電阻均為R相同的金屬棒ab,cd置于導軌上且與導軌接觸良好,電流表內(nèi)阻不計;若ab棒在水平外力F作用下由靜止開始向右運動,電流表示數(shù)隨時間變化圖線如圖乙所示,在t0時刻c d棒剛要開始運動,下列各種說法中正確的是
A. ab棒在 t0時間內(nèi)做勻加速直線運動
B. 若在t0時刻突然撤去外力F,此時ab棒的加速度大小為
C. 在t0時間內(nèi),通過cd棒的電量為
D. 在t0時間內(nèi),力F做的功為ab棒的焦耳熱、摩擦生熱和其增加的動能三者之和
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【題目】如圖所示,長為L的輕繩豎直懸掛著一質(zhì)量為m的小球A,恰好挨著放置在水平面上質(zhì)量為m的物塊B,F(xiàn)保持細繩繃直,把小球向左上方拉至細繩與豎直方向成60°角的位置,然后從靜止釋放小球。小球A到達最低點時恰好與物塊B發(fā)生彈性碰撞,物塊向右滑行了L的距離停下。求:
(1)物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ。
(2)若僅改變A的質(zhì)量,使物塊B與A發(fā)生彈性碰撞后能向右滑行的距離為2L,則小球A的質(zhì)量應(yīng)該多大。
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【題目】如圖所示的平行板器件中.電場強度E和磁感應(yīng)強度B相互垂直,具有不同水平速度的帶電粒子從P孔射入后發(fā)生偏轉(zhuǎn)的情況不同。利用這種裝置能把具有某一特定速度的粒子選擇出來,所以叫做速度選擇器。若正離子(不計重力)以水平速度射入速度選擇器,則
A. 正離子從P孔射入后,能沿著圖示虛線路徑通過速度選擇器
B. 正離子從Q孔射入后,能沿著圖示虛線路徑通過速度選擇器
C. 僅改變離子的電性,負離子從P孔射入后,不能沿圖示虛線路徑通過速度選擇器
D. 僅改變離子的電量,正離子從P孔射入后,不能沿圖示虛線路徑通過速度選擇器
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