Question

【題目】如圖所示，相距L=0.5m的平行導(dǎo)軌MNS、PQT處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平導(dǎo)軌處的磁場(chǎng)方向豎直向上，光滑傾斜導(dǎo)軌處的磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向下，質(zhì)量均為m=40g，電阻均為R=0.1Ω的導(dǎo)體棒ab、cd均垂直放置于導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。質(zhì)量為M=200g的物體C，用絕緣細(xì)線繞 過(guò)光滑的定滑輪分別與導(dǎo)體棒ab、cd相連接，細(xì)線沿導(dǎo)軌中心線且在導(dǎo)軌平面內(nèi)，細(xì)線與滑輪質(zhì)量不計(jì)，已知傾斜導(dǎo)軌與水平面的夾角θ=37°，水平導(dǎo)軌與ab棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，重力加速度，水平導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，導(dǎo)體棒cd運(yùn)動(dòng)中始終不離開(kāi)傾斜導(dǎo)軌，物體C由靜止釋放，當(dāng)它達(dá)到最大速度時(shí)下落高度h=1m，試求這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中：（）：

（1）物體C能達(dá)到的最大速度；

（2）系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能是多少？

（3）連接cd棒的細(xì)線對(duì)cd棒做的功是多少？

【答案】(1) (2) (3)

【解析】（1）設(shè)C達(dá)到最大速度為，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為①

由歐姆定律可得回路中的電流強(qiáng)度為②

金屬導(dǎo)體棒ab、cd受到的安培力為F=BIL③

線中張力為，導(dǎo)體棒ab、cd及物體C的受力如圖，

由平衡條件可得：

④

聯(lián)立①②③④解得

（2）系統(tǒng)在該過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)能為，由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可得⑥，聯(lián)立⑤⑥將h=1m代入可得⑦

（3）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能

由第二問(wèn)的計(jì)算結(jié)果可知，這一過(guò)程由電流產(chǎn)生的內(nèi)能

又因?yàn)?/span>ab棒、cd棒的電阻相等，故電流通過(guò)cd棒產(chǎn)生的內(nèi)能

對(duì)導(dǎo)體棒cd，設(shè)這一過(guò)程中細(xì)線對(duì)其做的功為W，則由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可得⑧

聯(lián)立⑤⑦⑧可得W=0.84J

點(diǎn)睛本題考查了導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，要知道在不同時(shí)刻導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)如果計(jì)算，也要會(huì)用能量守恒求焦耳熱，

【題型】解答題
【結(jié)束】
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【題目】下列說(shuō)法正確的是__________

A．花粉顆粒在水中做布朗運(yùn)動(dòng)，反應(yīng)了花粉分子在不停的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

B．外界對(duì)氣體做正功，氣體的內(nèi)能不一定增加

C．影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對(duì)干爽與潮濕感受的因素是空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和氣壓的差距

D．第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不能制成是因?yàn)樗�違反了能量守恒定律

E．晶體熔化過(guò)程中，分子的平均動(dòng)能保持不變，分子勢(shì)能增大

Answer 1

【答案】BCE

【解析】A、花粉顆粒在水中做布朗運(yùn)動(dòng),反映了水分子在不停的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;
B、外界對(duì)氣體做正功,氣體可能同時(shí)放熱,根據(jù)熱力學(xué)第一定律公式 ,氣體的內(nèi)能不一定增加,所以B選項(xiàng)是正確的;
C、影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對(duì)干爽與潮濕感受的因素是相對(duì)濕度,與空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和氣壓的差距有關(guān),所以C選項(xiàng)是正確的;
D、第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不能制成是因?yàn)樗�違反了熱力學(xué)第二定律,即自發(fā)的熱現(xiàn)象具有方向性,故D錯(cuò)誤;
E、晶體熔化過(guò)程中,溫度不變,故分子的平均動(dòng)能保持不變,但吸收熱量,說(shuō)明內(nèi)能增加,故分子勢(shì)能增大,故E正確;

故選BCE