【題目】(18分)在豎直平面內(nèi),有正方形導(dǎo)線框ABCD和abcd的邊長均為、電阻均為R,質(zhì)量分別為2m和m,它們用一根細線連接跨在兩個光滑定滑輪的兩邊,在兩導(dǎo)線框之間有一勻強磁場,寬度為2、磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直豎直面向里。開始時ABCD的下邊與勻強磁場的上邊界重合,abcd的上邊到勻強磁場的下邊界的距離為。現(xiàn)將系統(tǒng)由靜止釋放,當ABCD剛?cè)窟M入磁場時,系統(tǒng)開始做勻速運動,不計摩擦和空氣阻力,求:
(1)系統(tǒng)勻速運動的速度大。
(2)兩線框從開始運動至等高的過程中所產(chǎn)生的總焦耳熱;
(3)線框abcd通過磁場的時間。
【答案】(1) (2) 2mg- (3)
【解析】
試題分析:
(1)如圖所示,設(shè)兩線框剛勻速運動的速度為v,此時輕繩上的張力為T,則對ABCD,有
T=2mg
對abcd,有T=mg+BI ①
I=
E=Bv ②
則v= ③
(2)設(shè)兩線框從開始運動至等高的過程中所產(chǎn)生的焦耳熱為Q,當左、右兩線框分別向上、向下運動2的距離時,兩線框等高,對這一過程,由能量守恒定律,得
4mg=2mg+×3mv2+Q ④
聯(lián)立③④解得Q=2mg-
(3)線框abcd通過磁場時以速度v勻速運動,設(shè)線框abcd通過磁場的時間為t,
則t= ⑤
聯(lián)立③⑤解得t=
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【題目】如圖所示實線是一列簡諧橫波在t1=0時刻的波形,虛線是這列波在t2=0.5 s時刻的波形,這列波的周期T符合:3T<t2-t1<4T,問:
(1)若波速向右,波速多大?
(2)若波速向左,波速多大?
(3)若波速大小為74 m/s,波速方向如何?
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【題目】如圖,在正點電荷Q的電場中有M、N、P、F四點,M、N、P為直角三角形的三個頂點,F(xiàn)為MN的中點,∠M=30°.M、N、P、F四點處的電勢分別用φM、φN、φP、φF表示,已知φM=φN,φP=φF,點電荷Q在M、N、P三點所在平面內(nèi),則( 。
A. 點電荷Q一定在MP的連線上
B. 連接PF的線段一定在同一等勢面上
C. 將正試探電荷從P點搬運到N點,電場力做負功
D. φP小于φM
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【題目】如圖所示,A、B兩閉合線圈用同樣的導(dǎo)線繞成,A有10匝,B有20匝,兩線圈半徑之比為2:1。均勻磁場只分布在B線圈內(nèi)。當磁場隨時間均勻減弱時( )
A. A中無感應(yīng)電流
B. A、B中均有恒定的感應(yīng)電流
C. A、B中感應(yīng)電動勢之比為2:1
D. A、B中感應(yīng)電流之比為1:2
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【題目】在足夠長的水平光滑直導(dǎo)軌上,靜止放著三個質(zhì)量均為m=1 kg的相同小球A、B、C,現(xiàn)讓A球以v0=2 m/s的速度正對著B球運動,A、B兩球碰撞后粘在一起,兩球繼續(xù)向右運動并與C球發(fā)生正碰,C球的最終速度vC=1 m/s。求:
(1)A、B兩球與C球相碰前的共同速度多大?
(2)兩次碰撞過程中一共損失了多少動能?
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【題目】如圖所示,在xOy直角坐標平面內(nèi)的區(qū)域有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度的區(qū)域有沿方向的勻強電場。在x軸上坐標為的S點有一粒子源,它一次能沿紙面同時向磁場內(nèi)每個方向發(fā)射一個比荷,速率的帶正電粒子。若粒子源只發(fā)射一次,其中只有一個粒子Z恰能到達電場的右邊界,不計粒子的重力和粒子間的相互作用(結(jié)果可保留根號)。求:
(1)粒子在磁場中運動的半徑R;
(2)粒子Z從S發(fā)射時的速度方向與磁場左邊界的夾角;
(3)第一次經(jīng)過y軸的所有粒子中,位置最高的粒子P的坐標;
(4)若粒子P到達y軸瞬間電場突然反向,求粒子P到達電場右邊界時的速度。
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【題目】如圖所示為一自耦變壓器,保持電阻R和輸入電壓不變,以下說法正確的是( )
A. 滑鍵P向b方向移動,滑鍵Q不動,電流表示數(shù)減小
B. 滑鍵P不動,滑鍵 Q上移,電流表示數(shù)不變
C. 滑鍵P向b方向移動、滑鍵Q不動,電壓表示數(shù)減小
D. 滑鍵P不動,滑鍵Q上移,電壓表示數(shù)增大
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【題目】如圖所示,空氣中有一折射率為的玻璃柱體,其橫截面是圓心角為90°、半徑為R的扇形OAB,一束平行光平行于橫截面,以45°入射角照射到OA上,OB不透光.若只考慮首次入射到圓弧AB上的光,則A上有光透出部分的弧長為( )
A. πR B. πR C. πR D. πR
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【題目】如圖所示,為三個有界勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小均為B,方向分別垂直紙面向外、向里和向外,磁場寬度均為L,在磁場區(qū)域的左側(cè)邊界處,有一邊長為L的正方形導(dǎo)體線框,總電阻為R,且線框平面與磁場方向垂直,現(xiàn)用外力F使線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)域,以初始位置為計時起點,規(guī)定電流沿逆時針方向時的電動勢E為正,磁感線垂直紙面向里時的磁通量ф為正值,外力F向右為正。則以下能反映線框中的磁通量ф、感應(yīng)電動勢E、外力F和電功率P隨時間變化規(guī)律圖象的是
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