如图所示,ABCD为固定的水平光滑矩形金属导轨,处在方向竖直向下,磁感应强度为B的匀强磁场中,AB间距为L,左右两端均接有阻值为R的电阻,质量为m、长为L且不计电阻的导体棒MN放在导轨上,与导轨接触良好,并与轻质弹簧组成弹簧振动系统.开始时,弹簧处于自然长度,导体棒MN具有水平向左的初速度v0,经过一段时间,导体棒MN第一次运动到最右端,这一过程中AB间R上产生的焦耳热为Q,则( )
A.初始时刻棒所受的安培力大小为 |
B.当棒再一次回到初始位置时,AB间电阻的热功率为 |
C.当棒第一次到达最右端时,弹簧具有的弹性势能为mv02-2Q |
D.当棒第一次到达最左端时,弹簧具有的弹性势能大于mv02-Q |
AC
解析试题分析:A、由F=BIL、,R并=R,得初始时刻棒所受的安培力大小为 .故A正确;
B、由于回路中产生焦耳热,棒和弹簧的机械能有损失,所以当棒再次回到初始位置时,速度小于v0,棒产生的感应电动势E<BLv0,由电功率公式知,则AB间电阻R的功率小于,故B错误;
C、由能量守恒得知,当棒第一次达到最右端时,物体的机械能全部转化为整个回路中的焦耳热和弹簧的弹性势能.
电阻R上产生的焦耳热为Q,整个回路产生的焦耳热为2Q.弹簧的弹性势能为:Ep=mv02-2Q,故C正确;
D、由题,MN棒第一次运动至最右端的过程中AB间电阻R上产生的焦耳热Q,回路中产生的总焦耳热为2Q.由于安培力始终对MN做负功,产生焦耳热,棒第一次达到最左端的过程中,棒平均速度最大,平均安培力最大,位移也最大,棒克服安培力做功最大,整个回路中产生的焦耳热应大于,弹簧的弹性势能将小于mv02-Q,选项D 错误。
故选:AC.
考点:法拉第电磁感应的应用;能量守恒定律。
科目:高中物理 来源: 题型:单选题
如图所示,滑块以速率v1沿斜面由底端向上滑行,至某一位置后返回,回到出发点时的速率变为v2,且v2<v1,则下列说法中错误的是
A.全过程中重力做功为零 |
B.在上滑和下滑两过程中,机械能减少量相等 |
C.在上滑和下滑两过程中,滑块的加速度大小相等 |
D.在上滑和下滑两过程中,摩擦力做功的平均功率相等 |
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
某家用桶装纯净水手压式饮水器如图所示,在手连续稳定的按压下,出水速度为v,供水系统的效率为η,现测量出桶底到出水管之间的高度差H,出水口倾斜,其离出水管的高度差可忽略,出水口的横截面积为S,水的密度为ρ,重力加速度为g,则下列说法正确的是:
A.出水口所出水落地时的速度 |
B.出水口单位时间内的出水体积 |
C.出水后,手连续稳定按压的功率为 |
D.手按压输入的功率等于单位时间内所出水的动能和重力势能之和 |
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
一根弹簧的弹力(F)—伸长量(x)图线如图所示,那么弹簧由伸长量4 cm 到伸长量8 cm的过程中,弹力做功和弹性势能的变化量为( ).
A.3.6 J,-3.6 J | B.-3.6 J,3.6 J |
C.1.8 J,-1.8 J | D.-1.8 J,1.8 J |
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
单摆在振动过程中,摆动幅度越来越小这是因为( )
A.能量正在逐渐消灭 | B.动能正在转化为势能 |
C.机械能守恒 | D.总能量守恒,减少的机械能转化为内能 |
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
如图所示,离水平地面一定高处水平固定一内壁光滑的圆筒,筒内固定一轻质弹簧,弹簧处于自然长度。现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出,刚好能水平进入圆筒中,不计空气阻力。下列说法中正确的是( )
A.小球从抛出点P运动到圆筒口的时间与小球抛出时的初速度方向无关 |
B.小球从抛出点P运动到圆筒口的时间与小球抛出时的初速度方向有关 |
C.弹簧获得的最大弹性势能Ep与小球抛出点位置P无关 |
D.弹簧获得的最大弹性势能Ep与小球抛出点位置P有关 |
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
一吊篮悬挂在绳索的下端放在地面上,某人站在高处将吊篮由静止开始竖直向上提起, 运动过程中,吊篮的机械能与位移的关系如图所示,其中段图像为直线,段图像为曲线,段图像为水平直线,则下列说法正确的是( )
A.在过程中,吊篮所受的拉力均匀增大 |
B.在过程中,吊篮的动能不断增大 |
C.吊篮在处的动能可能小于处的动能 |
D.在过程中,吊篮受到的拉力等于重力 |
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
如图所示匀强电场E的区域内,在O点处放置一点电荷+Q,a、b、c、d、e、f为以O点为球心的球面上的点,aecf平面与电场线平行,bedf平面与电场线垂直,则下列说法中正确的是:
A.b、d两点的电场强度相同 |
B.a点的电势等于f点的电势 |
C.点电荷+q在球面上任意两点之间移动时,电场力一定不做功 |
D.将点电荷+q在球面上任意两点之间移动,从球面上a点移动到c点的电势能变化量最大 |
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
如图所示,一个带正电的小球穿在一根绝缘的粗糙直杆AC上,杆与水平方向成θ角,整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直于杆方向斜向上的匀强磁场.小球沿杆向下运动,在A点时的动能为100 J,在C点时动能减为零,D为AC的中点,在运动过程中,则( )
A.小球在D点时的动能为50 J |
B.小球电势能的增加量一定等于重力势能的减少量 |
C.到达C点后小球可能沿杆向上运动 |
D.小球在AD段克服摩擦力做的功与小球在DC段克服摩擦力做的功相等 |
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