Question

【題目】如圖所示，相距L=0.5m的平行導(dǎo)軌MNS、PQT處在磁感應(yīng)強度B=0.4T的勻強磁場中，水平導(dǎo)軌處的磁場方向豎直向上，光滑傾斜導(dǎo)軌處的磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向下，質(zhì)量均為m=40g，電阻均為R=0.1Ω的導(dǎo)體棒ab、cd均垂直放置于導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計。質(zhì)量為M=200g的物體C，用絕緣細(xì)線繞 過光滑的定滑輪分別與導(dǎo)體棒ab、cd相連接，細(xì)線沿導(dǎo)軌中心線且在導(dǎo)軌平面內(nèi)，細(xì)線與滑輪質(zhì)量不計，已知傾斜導(dǎo)軌與水平面的夾角θ=37°，水平導(dǎo)軌與ab棒間的動摩擦因數(shù)μ=0.4，重力加速度，水平導(dǎo)軌足夠長，導(dǎo)體棒cd運動中始終不離開傾斜導(dǎo)軌，物體C由靜止釋放，當(dāng)它達(dá)到最大速度時下落高度h=1m，試求這一運動過程中：（）：

（1）物體C能達(dá)到的最大速度；

（2）系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能是多少？

（3）連接cd棒的細(xì)線對cd棒做的功是多少？

【答案】(1) (2) (3)

【解析】（1）設(shè)C達(dá)到最大速度為，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得回路的感應(yīng)電動勢為①

由歐姆定律可得回路中的電流強度為②

金屬導(dǎo)體棒ab、cd受到的安培力為F=BIL③

線中張力為，導(dǎo)體棒ab、cd及物體C的受力如圖，

由平衡條件可得：

④

聯(lián)立①②③④解得

（2）系統(tǒng)在該過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為，由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可得⑥，聯(lián)立⑤⑥將h=1m代入可得⑦

（3）運動過程中由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能

由第二問的計算結(jié)果可知，這一過程由電流產(chǎn)生的內(nèi)能

又因為ab棒、cd棒的電阻相等，故電流通過cd棒產(chǎn)生的內(nèi)能

對導(dǎo)體棒cd，設(shè)這一過程中細(xì)線對其做的功為W，則由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可得⑧

聯(lián)立⑤⑦⑧可得W=0.84J

點睛本題考查了導(dǎo)體棒在磁場中的運動問題，要知道在不同時刻導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢如果計算，也要會用能量守恒求焦耳熱，

【題型】解答題
【結(jié)束】
12

【題目】下列說法正確的是__________

A．花粉顆粒在水中做布朗運動，反應(yīng)了花粉分子在不停的做無規(guī)則運動

B．外界對氣體做正功，氣體的內(nèi)能不一定增加

C．影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對干爽與潮濕感受的因素是空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度下水的飽和氣壓的差距

D．第二類永動機(jī)不能制成是因為它違反了能量守恒定律

E．晶體熔化過程中，分子的平均動能保持不變，分子勢能增大

Answer 1

【答案】BCE

【解析】A、花粉顆粒在水中做布朗運動,反映了水分子在不停的做無規(guī)則運動,故A錯誤;
B、外界對氣體做正功,氣體可能同時放熱,根據(jù)熱力學(xué)第一定律公式 ,氣體的內(nèi)能不一定增加,所以B選項是正確的;
C、影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對干爽與潮濕感受的因素是相對濕度,與空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度下水的飽和氣壓的差距有關(guān),所以C選項是正確的;
D、第二類永動機(jī)不能制成是因為它違反了熱力學(xué)第二定律,即自發(fā)的熱現(xiàn)象具有方向性,故D錯誤;
E、晶體熔化過程中,溫度不變,故分子的平均動能保持不變,但吸收熱量,說明內(nèi)能增加,故分子勢能增大,故E正確;

故選BCE