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【题目】如图所示,两根竖直放置的光滑平行导轨,其中一部分处于方向垂直导轨所在平面并且有上下水平边界的匀强磁场中.一根金属杆MN保持水平并沿导轨滑下(导轨电阻不计),当金属杆MN进入磁场区后,其运动的速度随时间变化的图线不可能的是 (  )

A. B. C. D.

【答案】B

【解析】

当金属杆MN进入磁场区后,切割磁感线产生感应电流,受到向上的安培力。金属杆MN进入磁场区时,若所受的安培力与重力相等,做匀速直线运动,速度不变,所以A图象是可能的,故A错误。金属杆MN进入磁场区时,若所受的安培力小于重力,做加速运动,随着速度的增大,感应电动势和感应电流增大,金属杆所受的安培力增大,合外力减小,加速度减小,v-t图象的斜率应逐渐减小,故B图象不可能,C图象是可能的,故B正确,C错误。金属杆MN进入磁场区时,若所受的安培力大于重力,做减速运动,随着速度的减小,金属杆所受的安培力减小,合外力减小,加速度减小,v-t图象的斜率减小,D图象是可能的,故D错误。故选B

练习册系列答案
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【题目】“嫦娥三号”探测器由“长征三号乙”运载火箭从西昌卫星发射中心发射,首次实现月球软着陆和月面巡视勘察。假设“嫦娥三号”先后分别在如图所示的环月圆轨道和椭圆轨道上运行,则(  )

A.若已知“嫦娥三号”环月圆轨道的半径,运行周期和引力常量,则可以算出月球的密度

B.“嫦娥三号”由环月圆轨道变轨为椭圆轨道时,应在P点发动机点火使其减速

C.“嫦娥三号”在环月椭圆轨道上运行时P点的速度大于Q点的速度

D.“嫦娥三号”进入环月椭圆轨道后关闭发动机,探测器从Q点运行到P点过程中速度增加

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【题目】做功与路径无关的力场叫做势场,在这类场中可以引入势能的概念,场力做功可以量度势能的变化。例如静电场和引力场。

(1)如图所示,真空中静止点电荷+Q产生的电场中,AB为同一条电场线上的两点,AB两点与点电荷+Q间的距离分别为r1r2。取无穷远处的电势为零,则在距离点电荷+Qr的某点电势(式中k为静电力常量)。

a.现将电荷量为+q的检验电荷放置在A点,求该检验电荷在A点时的电势能EpA

b.现将电荷量为+q的检验电荷,由A点移至B点,求在此过程中,电场力所做的功W

(2)质量为M的天体周围存在引力场。已知该天体的半径为R,引力常量为G

a.请类比点电荷,取无穷远处的引力势为零,写出在距离该天体中心为r)处的引力势的表达式;

b.天体表面上的物体摆脱该天体万有引力的束缚,飞向宇宙空间所需的最小速度,称为第二宇宙速度,又叫逃逸速度。求该天体的第二宇宙速度v

(3)2019410日,人类首张黑洞照片面世。黑洞的质量非常大,半径又非常小,以致于任何物质和辐射进入其中都不能逃逸,甚至光也不能逃逸。已知黑洞的质量为M0,引力常量为G,真空中的光速为c,求黑洞可能的最大半径rm

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【题目】如图所示,竖直放置的两块足够长的平行金属板间存在匀强电场,在两极板间某位置用绝缘细线悬挂一质量m=10g的带电小球,静止时细线跟竖直方向成θ=45°角,小球与右极板距离为b=20cm。

(1)若小球所带的电荷量q=5×107C,则两极板间的电场强度大小为多少?

(2)若剪断细线,则小球做什么运动?需多长时间到达右极板?(g10m/s2)

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【题目】图甲为游乐园中“空中飞椅”的游戏设施,它的基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上,绳子的下端连接座椅,人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看成一个质点,则可简化为如图乙所示的物理模型,其中P为处于水平面内的转盘,可绕竖直转轴OO'转动,设绳长l10m,质点的质量m=60kg,转盘静止时质点与转轴之间的距离d=4.0m,转盘逐渐加速转动,经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动,此时绳与竖直方向的夹角θ=37(不计空气阻力及绳重,且绳不可伸长,sin37=0.6cos37=0.8)求质点与转盘一起做匀速圆周运动时,

(1)绳子拉力的大小;

(2)转盘角速度的大小。

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【题目】现代科学研究中常要用到高速电子,电子感应加速器就是利用变化的磁场产生电场使电子加速的设备,它的基本原理如图所示。在上、下两个电磁铁形成的异名磁极之间有一个环形真空室(图中所示为其侧面),电子在真空室中做圆周运动。上边为正视图,下边为真空室的俯视图。如果从上向下看,电子沿逆时针方向运动,则以下方法能够使电子加速的是(

A. 若电磁线线圏中的电流方向与图示中方向一致,使电流增大

B. 若电磁铁线圏中的电流方向与图示中方向一致,使电流减小

C. 若电磁线线圏中的电流方向与图示中方向相反,使电流増大

D. 若电磁铁线圏中的电流方向与图示中方向相反,使电流减小

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【题目】如图甲所示,电阻为、匝数为100匝的线圈(图中只画了2匝)两端AB与电阻R相连,R=95Ω。线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场,线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。则

A. A点的电势小于B点的电势

B. 在线圈位置上感应电场沿逆时针方向

C. 0.1s时间内通过电阻R的电荷量为0.05C

D. 0.1s时间内非静电力所做的功为2.5J

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【题目】如图所示,在磁感应强度为的水平匀强磁场中,有一竖直放置的光滑的平行金属导轨,导轨平面与磁场垂直,导轨间距为,顶端接有阻值为的电阻。将一根金属棒从导轨上的处以速度竖直向上抛出,棒到达处后返回,回到出发点时棒的速度为抛出时的一半。已知棒的长度为,质量为,电阻为。金属棒始终在磁场中运动,处于水平且与导轨接触良好,忽路导轨的电阻。重力加速度为

1)金属棒从点被抛出至落回点的整个过程中,求:

a.电阻消耗的电能;

b.金属棒运动的时间。

2)经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子的碰撞。已知元电荷为。求当金属棒向下运动达到稳定状态时,棒中金属离子对一个自由电子沿棒方向的平均作用力大小。

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【题目】物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律分别如图甲、乙所示。取g10m/s2,则下列说法错误的是(  )

A.物体的质量m0.5kg

B.物体与水平面间的动摩擦因数μ0.40

C.2s内物体克服摩擦力做的功W2J

D.2s内推力F做功的平均功率3W

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同步练习册答案