【题目】如图所示,为三个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为 B, 方向分别垂直纸面向外、向里和向外,磁场宽度均为 L,在 磁场区域的左侧边界处,有一边长为 L的正方形导体线框, 总电阻为 R,且线框平面与磁场方向垂直,现用外力 F使线 框以速度 v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定电流沿逆时针方向时的电动势 E为正,磁感线垂直纸面向里时的磁通量Φ为正值, 外力 F向右为正.则以下反映线框中的磁通量Φ、感应电动势 E、电功率 P和外力 F 随时间变化规律图象正确的是:( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】
A、当线框进入磁场时,位移在内,磁通量开始均匀增加,当全部进入左侧磁场时达最大,且为负值;位移在
内,向里的磁通量增加,总磁通量均匀减小,当位移为
时,磁通量最小,为零,位移在
到
时,磁通量向里,为正值,且均匀增大;位移在
时,磁通量均匀减小至零;在
内,磁通量均匀增大,且方向向外,为负值;在
内,磁通量均匀减小至零,且为负值,故选项A正确;
B、当线圈进入第一个磁场时,由可知,
保持不变,由右手定则知,感应电动势沿顺时针方向,为负值;线框开始进入第二个磁场时,左右两边同时切割磁感线,感应电动势应为
,感应电动势沿逆时针方向,为正值;线框开始进入第三个磁场时,左右两边同时切割磁感线,感应电动势应为
,感应电动势沿顺时针方向,为负值;完全在第三个磁场中运动时,左边切割磁感线,感应电动势为
,感应电动势沿逆时针方向,为正值,故选项B正确;
C、由于线框匀速运动,安培力与拉力大小相等,方向相反,电功率等于拉力的功率,因速度不变,而在线框在第一个磁场时,电流为定值,拉力也为定值,所以电功率为定值;两边分别在两个磁场中时,由选项B的分析可知,电流为在线框在第一个磁场时的2倍,故安培力为在线框在第一个磁场时的4倍,所以功率为在线框在第一个磁场时的4倍;完全在第三个磁场中运动时,安培力应等于线框在第一个磁场中的安培力,功率等于线框在第一个磁场中的功率,故选项C正确,D错误;
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【题目】如图所示, 一宽为 L=1.0m 的光滑 U 形金属导轨与水平面成θ=30,上端连接一电阻 R=1.0Ω,有一垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度为 B=1.0T,沿导轨方向上 的宽度为 x1=1.5m,一电阻为 r=1.0Ω、质量为 m=0.2kg 的金属棒从距离磁场上边界 x2=0.1m 处由静止释放,已知金属棒在出磁场前已经达到匀速,已知重力加速度为 g=10m/s2,
求:(1)金属棒从静止释放到刚好离开磁场的过程中,导体棒所产生的焦耳热;
(2)金属棒从静止释放到刚好离开磁场的时间.
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【题目】如图所示,A、B是完全相同的两只小灯泡,L为自感系数很大、直流电阻不计的线圈,下列说法正确的是
A. 闭合电键S瞬间,A灯逐渐变亮,B灯立即亮
B. 电键闭合一段时间后,A灯不亮,B灯亮
C. 断开电键S的瞬间,A、B灯同时熄灭
D. 断开电键S的瞬间,A、B灯都闪亮一下后再熄灭
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【题目】水力发电的基本原理就是将水流的机械能(主要指重力势能)转化为电能。某小型水力发电站水流量为Q=5m3/s(流量是指流体在单位时间内流过某一横截面的体积),落差为h=10m,发电机(内阻不计)的输出电压为U1=250V,输电线总电阻为r=4Ω,为了减小损耗采用了高压输电。在发电机处安装升压变压器,而在用户处安装降压变压器,其中,用户获得电压U4=220V,用户获得的功率
W,若不计变压器损失的能量,已知水的密度
、重力加速度g取10m/s2。求:
(1)高压输电线中的电流强度I2;
(2)升压变压器原、副线圈的匝数比;
(3)该电站将水能转化为电能的效率有多大?
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【题目】如图所示,两根光滑金属导轨间距L=2m,在桌面上的部分是水平的、且该区域有竖直向下匀强磁场B(磁感应强度的大小为1T),桌面距地高度H=0.8m,金属细杆(不计粗细)ab和cd质量均为m=0.2kg,有效电阻均为R=1Ω,最初都静置在距桌面h=0.2m的轨道上。现先后释放ab杆、cd杆,最后两杆相继落地,它们落地点与桌面左边缘的水平距离分别为,
,除两杆以外的电阻不计,空气阻力不计,且重力加速度g=10m/s2,求:
(1)ab杆刚进入磁场时,ab杆的加速度大小;
(2)从释放ab杆到两杆均落地的过程中,两杆产生的总热量;
(3)ab杆与cd杆相继落地的时间间隔。
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【题目】如图甲所示,倾角45°斜面置于粗糙的水平地面上,有一滑块通过轻绳绕过定滑轮与质量为m的小球相连(绳与斜面平行),滑块质量为2m,滑块能恰好静止在粗糙的斜面上。在图乙中,换成让小球在水平面上做圆周运动,轻绳与竖直方向的夹角为θ,且转动逐渐加快,θ≤45°,在图丙中,两个小球对称在水平面上做圆周运动,每个小球质量均为m,轻绳与竖直方向的夹角θ,且转动逐渐加快,在θ≤45°过程中,三幅图中,斜面都静止,且小球未碰到斜面,则以下说法中正确的是
A. 甲图中斜面受到地面的摩擦力方向水平向右
B. 乙图小球转动的过程中滑块受到的摩擦力不可能为零
C. 乙图小球转动的过程中滑块受到的摩擦力可能沿斜面向下
D. 丙图小球转动的过程中滑块一定沿斜面向上运动
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【题目】如图所示,传送带与地面倾角,从A到B长度为16m,传送带以
的速度逆时针转动。在传送带上端A无初速地放一个质量为
的黑色煤块,它与传送带之间的动摩擦因数为
煤块在传送带上经过会留下黑色划痕已知
,
,求:
煤块从A到B的时间。
煤块从A到B的过程中传送带上形成划痕的长度。
若传送带逆时针运转的速度可以调节,物体从A点到达B点的最短时间是多少?
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【题目】如图所示,虚线MN左侧有一场强为E1=E的匀强电场,在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2=2E的匀强电场,在虚线PQ右侧距PQ为L处有一与电场E2平行的屏.现将一电子(电荷量为e,质量为m,重力不计)无初速度地放入电场E1中的A点,最后电子打在右侧的屏上,A点到MN的距离为,AO连线与屏垂直,垂足为O,求:
(1) 电子从释放到打到屏上所用的时间;
(2) 电子离开偏转电场时偏转角的正切值tanθ;
(3) 电子打到屏上的点P′到点O的距离.
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【题目】如图所示,质量M=2 kg的平板小车后端放有质量m=3 kg的铁块,它和车之间的动摩擦因数μ=0.5,开始时车和铁块一起以v0=3 m/s的速度向右在光滑水平地面上向右运动,并与竖直墙壁发生碰撞.设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变,但方向与原来相反,平板车足够长,使得铁块总不能和墙相碰.(g取10 m/s2)求:
(1)铁块在车上滑行的总路程;
(2)车和墙第一次相碰以后所走的总路程.
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