【題目】導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動(dòng)可以從宏觀和微觀兩個(gè)角度來(lái)認(rèn)識(shí)。如圖甲所示,固定于水平面的U形導(dǎo)線框處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬直導(dǎo)線MN在與其垂直的水平恒力F作用下,在導(dǎo)線框上以速度v做勻速運(yùn)動(dòng),速度v與恒力F方向相同;導(dǎo)線MN始終與導(dǎo)線框形成閉合電路。已知導(dǎo)線MN電阻為零,兩平行軌道間距離為L,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.忽略摩擦阻力,接入導(dǎo)線框的電阻與MN平行部分電阻為R,其余電阻不計(jì)。(不考慮自由電荷的熱運(yùn)動(dòng))
(1)求金屬棒MN兩端的電勢(shì)差,說(shuō)明M、N哪一點(diǎn)電勢(shì)高;
(2)通過(guò)公式推導(dǎo)驗(yàn)證:在Δt時(shí)間內(nèi),F對(duì)導(dǎo)線MN所做的功W等于電路獲得的電能W電。
(3)某同學(xué)對(duì)此安培力的作用進(jìn)行了分析,他認(rèn)為:安培力的實(shí)質(zhì)是形成電流的定向移動(dòng)的電荷所受洛倫茲力的合力,而洛倫茲力是不做功的,因此安培力也不做功。你認(rèn)為他的觀點(diǎn)是否正確,請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出電子受到的洛倫茲力并說(shuō)明理由。
【答案】(1);(2)證明見(jiàn)解析;(3)觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的,理由見(jiàn)解析
【解析】
(1)根據(jù)右手定則可知電源內(nèi)部電流方向,M為電源正極,N為電源負(fù)極,故M為高電勢(shì),N為低電勢(shì)
根據(jù)安培力公式
可得
金屬棒MN兩端的電勢(shì)差
(2)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)得
外力做功
回路獲得的電能
所以
(3)觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。
因?yàn)樵谠撨^(guò)程中,安培力的方向與導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)一致,所以安培力做正功。
自由電子除了要沿導(dǎo)體棒定向移動(dòng),還要隨導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng),自由電子實(shí)際的速度方向和所受洛倫茲力的方向如圖1所示,洛倫茲力的方向與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向垂直,洛倫茲力不做功。如圖2所示,如果將f沿桿運(yùn)動(dòng)的方向和電流的方向分解為f1和f2得
,
f1做正功,其功率
f2做負(fù)功,其功率
總功率
即f1和f2的總功為零。安培力在數(shù)值上等于大量自由電子所受f1的總和,安培力做的功也等于大量自由電子所受f1做功的總功。 (只要說(shuō)出要點(diǎn)就可得分)
年級(jí) | 高中課程 | 年級(jí) | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,豎直放置在水平面上的輕質(zhì)彈簧上放著質(zhì)量為2 kg的物體A,處于靜止?fàn)顟B(tài),若將一個(gè)質(zhì)量為3 kg的物體B豎直向下輕放在A上的一瞬間,則B對(duì)A的壓力大小為(取g=10 m/s2)( )
A. 0 B. 12 N C. 20 N D. 30 N
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】2019年1月3日,中國(guó)“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器成功著陸在月球背面。因月球的晝夜溫差特別大,長(zhǎng)達(dá)近半個(gè)月的黑夜會(huì)使月表溫度降到零下一百多度,“嫦娥四號(hào)”除了太陽(yáng)能板之外,還帶了一塊“核電池”。核電池利用Pu衰變?yōu)榈?/span>U時(shí)釋放的能量,可在月夜期間提供不小于2.5W的電功率,還能提供大量熱能用于艙內(nèi)溫度控制。已知Pu的質(zhì)量為mPu,U的質(zhì)量為mU,真空中光速為c,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.Pu衰變?yōu)?/span>U的核反應(yīng)方程為Pu→U+He
B.Pu衰變?yōu)閺?qiáng)U,中子數(shù)減少4
C.Pu衰變?yōu)閺?qiáng)U釋放的能量為(mPu-mU)c2
D.Pu衰變時(shí)釋放的能量大小和衰變快慢會(huì)受到陽(yáng)光、溫度、電磁場(chǎng)等環(huán)境因素的影響
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過(guò)狀態(tài)B、C又回到狀態(tài)A,已知狀態(tài)A時(shí)pA=3.0×105Pa,VA=0.4m3,T=200K,則下列說(shuō)法正確的是____________。
A.狀態(tài)C時(shí)的壓強(qiáng)pC=1.2×105Pa,體積VC=1m3
B.A→B過(guò)程中氣體分子的平均動(dòng)能增加,單位時(shí)間內(nèi)撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增加
C.C→A過(guò)程中單位體積內(nèi)分子數(shù)增加,單位時(shí)間內(nèi)撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增加
D.A→B過(guò)程中氣體吸收的熱量大于B→C過(guò)程中氣體放出的熱量
E.A→B過(guò)程中氣體對(duì)外做的功小于C→A過(guò)程中外界對(duì)氣體做的功
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某高三物理實(shí)驗(yàn)小組要描繪一只小燈泡L(3.8V 0.3A)完整的伏安特性曲線,實(shí)驗(yàn)室除導(dǎo)線和開關(guān)外,還有以下器材可供選擇:
A.電源E1(電動(dòng)勢(shì)為8V,內(nèi)阻約為0.5Ω)
B.電源E2(電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻約為0.2Ω)
C.電壓表V(量程為4V,內(nèi)阻約為5000Ω)
D.電流表G(量程為10mA,內(nèi)阻為58.0Ω)
E.電阻箱R(最大阻值為99.99Ω)
F.定值電阻R0=12Ω
G.滑動(dòng)變阻器R1(阻值不清,額定電流為1.5A)
H.滑動(dòng)變阻器R2(阻值不清,額定電流為1.5A)
(1)本實(shí)驗(yàn)中考慮要采用分壓電路,因兩個(gè)滑動(dòng)變阻器銘牌上標(biāo)注的電阻值看不清楚,組內(nèi)同學(xué)對(duì)滑動(dòng)變阻器的選擇展開討論。甲同學(xué)提出:先用電源E2、小燈泡、電壓表和滑動(dòng)變阻器組成如圖甲所示電路,分別接入滑動(dòng)變阻器R1和R2,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭調(diào)整小燈泡的兩端電壓,獲得電壓表示數(shù)U隨aP間距離x的變化圖線。按甲同學(xué)的意見(jiàn),實(shí)驗(yàn)得到的U-x圖線如圖乙所示,則說(shuō)明圖線R2的總阻值____________(填“大于”“小于”或“等于”)R1的總阻值,為方便調(diào)節(jié)應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器____________(填“R1”或“R2”)。
(2)實(shí)驗(yàn)小組正確選擇滑動(dòng)變阻器后,為了完整描繪小燈泡的伏安特性曲線,根據(jù)題給器材設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路。乙同學(xué)提出電源E1的電動(dòng)勢(shì)與小燈泡的額定電壓差距較大,為了調(diào)節(jié)方便,同時(shí)考慮到實(shí)驗(yàn)過(guò)程的安全性,建議在設(shè)計(jì)的電路中加入定值電阻R0,在圖丙的A、B、C三個(gè)位置中,你認(rèn)為更合理的是____________位置。
(3)電阻箱R的阻值調(diào)整為2Ω,閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭P,記錄小燈泡兩端的電壓和通過(guò)小燈泡的電流,并標(biāo)注在如圖丁所示的坐標(biāo)系中。請(qǐng)你把電壓表示數(shù)1.5V,電流表示數(shù)6.65mA對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)標(biāo)在該坐標(biāo)系中,并畫出小燈泡的伏安特性曲線________。
(4)實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)歐姆表,已知內(nèi)部電源電動(dòng)勢(shì)為3V,刻度盤中間刻度為12Ω,若用此歐姆表按正確操作測(cè)定小燈泡的電阻,歐姆表示數(shù)約為____________Ω(保留兩位有效數(shù)字)。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】有一宇宙飛船,它的正對(duì)面積S=,以的相對(duì)速度飛入一宇宙微粒區(qū).此微粒區(qū)1中有一個(gè)微粒,每一個(gè)微粒的平均質(zhì)量為.設(shè)微粒與飛船外殼碰撞后附著于飛船上,要使飛船速度不變,飛船的牽引力應(yīng)增加 ( )
A. 36NB. 3.6NC. 12ND. 1.2N
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】有一個(gè)額定電壓為2.8 V,功率約為0.8 W的小燈泡,現(xiàn)要用伏安法描繪這個(gè)小燈泡的I-U圖線,有下列器材供選用:
A.電壓表(0~3 V,內(nèi)阻約6 kΩ)
B.電壓表(0~15 V,內(nèi)阻約30 kΩ)
C.電流表(0~3 A,內(nèi)阻約0.1 Ω)
D.電流表(0~0.6 A,內(nèi)阻約0.5 Ω)
E.滑動(dòng)變阻器(10 Ω,2 A)
F.滑動(dòng)變阻器(200 Ω,0.5 A)
G.蓄電池(電動(dòng)勢(shì)6 V,內(nèi)阻不計(jì))
(1)某同學(xué)誤將電流表和電壓表接成如圖甲所示的電路,其他部分連接正確,接通電源后,小燈泡的發(fā)光情況是___________________(選填“亮”或“不亮”).要求小燈泡的電壓從零開始增大,應(yīng)選擇圖乙中的電路圖________(選填“a”或“b”).
(2)用正確的電路進(jìn)行測(cè)量,電壓表應(yīng)選用________,電流表應(yīng)選用________(用序號(hào)字母表示).
(3)滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(用序號(hào)字母表示).
(4)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得此小燈泡的伏安特性曲線如圖丙所示.由圖線可求得此小燈泡在正常工作時(shí)的電阻為______Ω.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,來(lái)自質(zhì)子源A的質(zhì)子(初速度為零),經(jīng)PQ兩板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)加速,形成電流強(qiáng)度為I=1mA的細(xì)柱形質(zhì)子流,已知質(zhì)子電荷e=1.60×10-19C。不計(jì)質(zhì)子的重力和質(zhì)子間相互作用力。
(1)這束質(zhì)子流每秒打到靶板Q的質(zhì)子數(shù)為多少;
(2)在質(zhì)子束中與質(zhì)子源A相距和4的兩處,各取一段極短的相等長(zhǎng)度的質(zhì)子流,其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2,則為多大?
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】為了更準(zhǔn)確地測(cè)量某電壓表的內(nèi)阻,一同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路圖,實(shí)驗(yàn)步驟如下:
A.?dāng)嚅_開關(guān)S,按圖連接好電路;
B.把滑動(dòng)變阻器R的滑片P滑到b端;
C.將電阻箱的阻值調(diào)到零;
D.閉合開關(guān)S;
E.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P,使電壓表的指針指到3V位置;
F.保持滑動(dòng)變阻器R的滑片P位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電壓表指針指到1.5V位置,讀出此時(shí)電阻箱的阻值,此值為電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值;
G.?dāng)嚅_開關(guān)S.
實(shí)驗(yàn)中可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材有:
a.待測(cè)電壓表
b.滑動(dòng)變阻器:最大阻值
c.滑動(dòng)變阻器:最大阻值
d.電阻箱:最大阻值,阻值最小改變量為
e.電阻箱:最大阻值,阻值最小改變量為
f.電池組:電動(dòng)勢(shì)約6V,內(nèi)阻可忽略
g.開關(guān),導(dǎo)線若干
按照這位同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方法,回答下列問(wèn)題:
(1)要使測(cè)量更精確,除了選用電池組、導(dǎo)線、開關(guān)和待測(cè)電壓表外,還應(yīng)從提供的滑動(dòng)變阻器中選用_______(選填“b”或“e”),電阻箱中選用__________(選填“d”或“e”).
(2)電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值和真實(shí)值相比,________(選填“>”或“<”),越大,則越_______(選填“大”或“小”).
查看答案和解析>>
百度致信 - 練習(xí)冊(cè)列表 - 試題列表
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無(wú)主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com