【題目】如圖所示,固定的水平光滑金屬導軌,間距為L,左端接有阻值為R的電阻,處在方向豎直向下,磁感應強度為B的勻強磁場中.質(zhì)量為m、電阻為 的導體棒與固定彈簧相連,放在導軌上,導軌的電阻不計.初始時刻,彈簧恰處于自然長度,導體棒具有水平向右的初速度v0 . 沿導軌往復運動的過程中,導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸.求:
(1)求初始時刻導體棒受到的安培力.
(2)若導體棒從初始時刻到速度第一次為零時,彈簧的彈力勢能為EP , 則這一過程中安培力所做的功W1和整個回路的電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q分別為多少?
(3)從導體棒開始運動直到最終靜止的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1為多少?
【答案】
(1)解:初始時刻棒中感應電動勢E=BLv0,棒中感應電流I= = ,
作用于棒上的安培力F=BIL,
聯(lián)立解得F= ,
安培力方向:水平向左;
答:初始時刻導體棒受到的安培力為 ,方向水平向左;
(2)解:由功和能的關系,得安培力做功W1=EP﹣ ,
整個回路電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q= ﹣EP,
答:安培力所做的功為EP﹣ ,整個回路的電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q為 ﹣EP;
(3)解:棒最終靜止于初始位置,整個過程中產(chǎn)生的總熱量為Q總= ,
根據(jù)串聯(lián)電路的特點可得電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1= = .
答:從導體棒開始運動直到最終靜止的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為 .
【解析】(1)根據(jù)法拉第電磁感應定律計算感應電動勢,根據(jù)閉合電路的歐姆定律計算感應電流,再根據(jù)安培力計算公式求解.(2)由功和能的關系,得安培力做功和整個回路的電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q;(3)棒最終靜止于初始位置,根據(jù)能量關系求解整個過程中產(chǎn)生的總熱量,再求出電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱.
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【題目】如圖所示,a、b、c、d、e五點在一直線上,b、c兩點間的距離等于d、e兩點間的距離.在a點固定放置一個點電荷,帶電量為+Q,已知在+Q的電場中b、c兩點間的電勢差為U.將另一個點電荷+q從d點移動到e點的過程中( )
A.電場力做功qU
B.克服電場力做功qU
C.電場力做功大于qU
D.電場力做功小于qU
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【題目】如圖甲所示,輕桿一端固定在轉(zhuǎn)軸0點,另一端固定一小球,現(xiàn)讓小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動.小球運動到最高點時,桿與小球間彈力大小為F,小球在最高點的速度大小為v,其F﹣v2圖象如乙圖所示.則( )
A.v2=c時,桿對小球的彈力方向向上
B.當?shù)氐闹亓铀俣却笮?
C.小球的質(zhì)量為
D.v2=2b時,小球受到的彈力與重力大小不相等
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【題目】有一電流計,內(nèi)阻Rg=25Ω,滿偏電流Ig=3mA,現(xiàn)對它進行改裝,下列正確的是( )
A.把它改裝成量程為0.6A的電流表,需與它并聯(lián)一個約0.126Ω的電阻
B.把它改裝成量程為0.6A的電流表,需與它并聯(lián)一個約0.125Ω的電阻
C.把它改裝成量程為3v的電壓表,需與它串聯(lián)一個1000Ω的電阻
D.把它改裝成量程為3v的電壓表,需與它串聯(lián)一個975Ω的電阻
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【題目】甲乙兩位同學在實驗室利用如圖(a)所示的電路測定定值電阻R0 , 電源的電動勢E和內(nèi)電阻r,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時,甲同學記錄了電流表A和電壓表V1的測量數(shù)據(jù),乙同學記錄的是電流表A和電壓表V2的測量數(shù)據(jù).并根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖(b)所示的兩條U﹣I直線.回答下列問題:
①根據(jù)圖(b),可以求出定值電阻R0=Ω,電源電動勢E=V,內(nèi)電阻r=Ω.(以上結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)
②由于(填“電流表分壓”或“電壓表分流”)的影響,測得的電源電動勢比實際值偏小.
若用下列甲圖方法測電源電動勢和內(nèi)阻,實驗時改變電阻箱的阻值,記錄外電路的總電阻阻值R,用靈敏電流計測得對應的電流值I.多次測量后分別得到如圖乙所示的 ﹣R關系圖線.
由圖線可知該電源的電動勢E=V,內(nèi)阻r=Ω.
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【題目】如圖所示,左側(cè)為兩間距d=10cm的平行金屬板,加上電壓;中間用虛線框表示的正三角形內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場B1 , 三角形底點A與下金屬板平齊,AB邊的中點P恰好在上金屬板的右端點;三角形區(qū)域AC右側(cè)也存在垂直紙面向里,范圍足夠大的勻強磁場B2 . 現(xiàn)從左端沿中心軸線方向以v0射入一個重力不計的帶電微粒,微粒質(zhì)量m=1.0×10﹣10kg,帶電荷量q=﹣1.0×10﹣4C;帶電粒子恰好從P點垂直AB邊以速度v=2×105m/s進入磁場,則
(1)求帶電微粒的初速度v0;
(2)若帶電微粒第一次垂直穿過AC,則求磁感應強度B1及第一次在B1中飛行時間;
(3)帶電微粒再次經(jīng)AC邊回到磁場B1后,求 的取值在什么范圍可以使帶電微粒只能從BC邊穿出?
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【題目】如圖所示,ABCD是一個盆式容器,盆內(nèi)側(cè)壁與盆底BC的連接處都是一段與BC相切的圓弧,B、C為水平的,其距離d=0.50m盆邊緣的高度為h=0.30m.在A處放一個質(zhì)量為m的小物塊并讓其從靜止出發(fā)下滑.已知盆內(nèi)側(cè)壁是光滑的,而盆底BC面與小物塊間的動摩擦因數(shù)為μ=0.10.小物塊在盆內(nèi)來回滑動,最后停下來,則停的地點到B的距離為( )
A.0.50m
B.0.25m
C.0.10m
D.0
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【題目】關于電場場強的概念,下列說法正確的是( )
A.由E= 可知,電場中某點的場強E與q成反比,與F成正比
B.正負試探電荷在電場中同一點受到的電場力方向相反,所以某一點場強方向與放入試探電荷的正負有關
C.電場中某一點的場強與放入該點的試探電荷正負無關
D.電場中某一點不放試探電荷時,該點場強等于零
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【題目】如圖所示,一段導線abcd位于磁感應強度大小為B的勻強磁場中,且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直.線段ab、bc和cd的長度均為L,且∠abc=∠bcd=135°.流經(jīng)導線的電流為I,方向如圖中箭頭所示.導線段abcd所受到的磁場的作用力的合力( )
A.方向沿紙面向下,大小為( +1)ILB
B.方向沿紙面向上,大小為( +1)ILB
C.方向沿紙面向下,大小為( ﹣1)ILB
D.方向沿紙面向上,大小為( ﹣1)ILB
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