【题目】如图所示,两根光滑平行金属导轨固定在倾角为30°的斜面上,导轨间距为L,导轨下端连接一个阻值为R的定值电阻,空间中有一磁感应强度大小为B、方向垂直导轨所在斜面上的匀强磁场。在斜面上平行斜面固定一个轻弹簧,弹簧劲度系数为k,弹簧上端与质量为m、电阻为r、长为L的导体杆相连,杆与导轨垂直且接触良好。导体杆中点系一轻细线,细线平行斜面,绕过一个光滑定滑轮后悬挂一个质量也为m的物块。初始时用手托着物块,导体杆保持静止,细线伸直,但无拉力。释放物块后,下列说法正确的是
A. 释放物块瞬间导体杆的加速度为g
B. 导体杆最终将保持静止,在此过程中电阻R上产生的焦耳热为
C. 导体杆最终将保持静止,在此过程中细线对导体杆做功为
D. 导体杆最终将保持静止,在此过程中流过电阻R的电荷量为
【答案】BCD
【解析】
对整体分析,根据牛顿第二定律求出瞬时的加速度大小;根据平衡得出弹簧开始的压缩量和最终伸长量相等,弹性势能不变,结合能量守恒求出整个回路产生的热量,从而得出电阻R上产生的热量。对导体棒运用动能定理,求出细线对导体棒做功的大小。根据电量的经验表达式,结合磁通量的变化量求出通过电阻R的电荷量。
初始时,弹簧被压缩,弹力大小kx1=mgsinθ,即kx1=mgsin30°=0.5mg,释放物块瞬间,安培力为零,对杆和物块分析有:mg+kx1-mgsinθ=2ma 解得a=0.5g,故A错误。由于电磁感应消耗能量,杆最终速度为零,安培力为零,细线拉力T=mg,弹簧处于伸长状态;对导体杆有:弹力kx2+mgsinθ=T,得kx2=0.5mg,解得x1=x2=,弹簧弹性势能不变,对物块、导体杆、弹簧整个系统,由能量守恒得mg(x1+x2)=mg(x1+x2)sinθ+Q ,解得:
,则电阻R上产生的焦耳热
,故B正确。从运动到最终停止,弹簧弹力对导体棒做功为零,对导体棒运用动能定理得,WF-WA-mg(x1+x2)sinθ=0,解得细线对导体杆拉力做功WF=WA+
mg(x1+x2)=
,故C正确。流过电阻R上的电荷量为
,故D正确。故选BCD。
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【题目】边长为a的N匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线且与线圈在同一平面内的对称轴匀速转动,转速为n,线圈所围面积内的磁通量Φ随时间t变化的规律如图所示,图象中为已知。则下列说法正确的是
A. 时刻线圈中感应电动势最大
B. 时刻线圈中感应电流为零
C. 匀强磁场的磁感应强度大小为
D. 线圈中瞬时感应电动势的表达式为
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【题目】如图所示,一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B,跨过固定于斜面体顶端的小滑轮 O ,倾角为30°的斜面体置于水平地面上.A的质量为 m , B 的质量为4m .开始时,用手托住 A,使 OA 段绳恰好处于水平伸直状态(绳中无拉力), OB 绳平行于斜面,此时 B 静止不动.将A由静止释放,在其下摆过程中,斜面体始终保持静止,下列判断中正确的是
A.小球A的机械能不守恒,A、B系统的机械能守恒
B.物块 B 受到的摩擦力先减小后增大
C.地面对斜面体的摩擦力方向一直向右
D.小球A摆到最低点时绳上的拉力大小为2mg
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【题目】如图所示,界面MN与水平地面之间有足够大正交的匀强磁场B和匀强电场E,磁感线和电场线都处在水平方向且互相垂直.在MN上方有一个带正电的小球由静止开始下落,经电场和磁场到达水平地面.若不计空气阻力,小球在通过电场和磁场的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 小球做匀变速曲线运动
B. 小球的电势能保持不变
C. 洛伦兹力对小球做正功
D. 小球动能的增量等于其电势能和重力势能减少量的总和
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【题目】为了精确测量某待测电阻的阻值,某实验小组先用多用电表进行粗测,后用伏安法精确测量,实验室提供的器材如下:
待测电阻:Rx
电压表:V1(量程3V,内阻约为3KΩ)
电压表:V2(量程15V,内阻约为15KΩ)
电流表:A(量程10mA,内阻为rA=30Ω)
滑动变阻器:R(最大阻值10Ω,额定电流1A)
定值电阻:R1(阻值30Ω)
定值电阻:R2(阻值2Ω)
直流电源:E(电动势为3V,内阻可忽略)
单刀单掷开关一个,导线若干
① 当用多用电表的欧姆×10挡粗测Rx的阻值时,发现指针偏转角度太大了,应使选择开关拨到________(填“×100或×1” )倍率挡,重新欧姆调零后再测,此时多用电表指针位置如图(a)所示,其读数为_________Ω。
② 在用伏安法测量Rx时,为使测量尽量精确,要求电表指针均达到半偏以上,电压表应选________,定值电阻应选________。(均填器材符号)
③ 图b为该实验小组设计测量电阻电路图的一部分,请在虚线框内将电路图补充完整,并标出器材符号________。
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【题目】分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep=0)。若甲分子固定于坐标原点O,乙分子从某处(分子间的距离大于r0小于10r0)静止释放,在分子力的作用下沿r正半轴靠近甲_________________
A.乙分子所受甲分子的引力逐渐增大
B.乙分子在靠近甲分子的过程中乙分子的动能逐渐增大
C.当乙分子距甲分子为r=r0 时,乙分子的速度最大
D.当乙分子距甲分子为r=r0 时,乙分子的势能最小
E.甲分子与乙分子之间的作用力随r 的减小而增大
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【题目】如图所示,粗细均匀的U型玻璃管,竖直放置,左端开口,右端封闭。一定质量的理想气体B,气柱长为L=12.5cm,左端长为h=4cm的水银柱封闭了一定质量的理想气体A,气柱长度为也为h,且两端最上方液面齐平。现再往左端缓慢加入长为h的水银柱。已知大气压强为P0=76cmHg,整个过程温度保持不变。当气柱稳定时,求: 右端液面上升的高度L0及气柱A的长度LA(计算结果均保留一位小数)
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【题目】如图所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块( )
A. 在P和Q中都做自由落体运动
B. 在两个下落过程中的机械能都守恒
C. 在P中的下落时间比在Q中的长
D. 落至底部时在P中的速度比在Q中的大
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【题目】空间存在某静电场,在x轴上各点的场强E随坐标x的分布规律如图所示,规定x轴的正方向为电场强度E的正方向。一个带电粒子在x轴上以x=0点为对称中心做往复运动。已知粒子仅受电场力作用,运动中电势能和动能的总和为A,且x=0处,电势为零。则
A. 该粒子一定带负电
B. 该粒子在x=0点两侧分别做匀变速直线运动
C. x=x0处的电势为
D. 若该粒子带电量的绝对值为q,则粒子运动区间为
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