精英家教網(wǎng)如圖所示,ABCD為固定的水平光滑矩形金屬導(dǎo)軌,AB間距離為L,左右兩端均接有阻值為R的電阻,處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中,質(zhì)量為m、長為L的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上,甲、乙兩根相同的輕質(zhì)彈簧一端與MN棒中點連接,另一端均被固定,MN棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,導(dǎo)軌與MN棒的電阻均忽略不計.初始時刻,兩彈簧恰好處于自然長度,MN棒具有水平向左的初速度v0,經(jīng)過一段時間,MN棒第一次運動至最右端,在這一過程中AB間電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為2Q,則( 。
A、初始時刻棒受到安培力大小為
2B2L2v0
R
B、當(dāng)棒再次回到初始位置時,AB間電阻R的功率為
B2L2v0
R
C、當(dāng)棒第一次到達(dá)最右端時,甲彈簧具有的彈性勢能為
mv02
4-Q
D、從初始時刻至棒第一次到達(dá)最左端的過程中,整個回路產(chǎn)生焦耳熱為
4Q
3
分析:由E=BLv0、I=
E
R
、F=BIL三個公式結(jié)合求解初始時刻棒受到安培力大小.MN棒從開始到第一次運動至最右端,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為2Q,整個回路產(chǎn)生的焦耳熱為4Q.
解答:解:A、由F=BIL及I=
BLv0
R
,得安培力大小為FA=
2B2L2v0
R
.故A正確;
B、當(dāng)棒再次回到初始位置時,速度小于v0,棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢小于BLv0,則AB間電阻R的功率小于
B2L2
v
2
0
R
,故B錯誤;
C、由能量守恒得知,當(dāng)棒第一次達(dá)到最右端時,物體的機械能全部轉(zhuǎn)化為整個回路中的焦耳熱和甲乙彈簧的彈性勢能,又甲乙兩彈簧的彈性勢能相等,所以甲具有的彈性勢能為
1
2
1
2
m
v
2
0
-2Q)=
1
4
mv02-Q,故C錯誤;
D、由題,MN棒第一次運動至最右端的過程中AB間電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q,回路中產(chǎn)生的總焦耳熱為2Q.
由于安培力始終對MN做負(fù)功,產(chǎn)生焦耳熱,棒第一次達(dá)到最左端的過程中,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,整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱應(yīng)大于
1
3
?2Q=
2
3
Q,故D錯誤;
故選:A.
點評:本題分析系統(tǒng)中能量如何轉(zhuǎn)化是難點,也是關(guān)鍵點,根據(jù)導(dǎo)體棒克服安培力做功等于產(chǎn)生的焦耳熱,分析電阻R上產(chǎn)生的熱量.
練習(xí)冊系列答案
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如圖所示,ABCD為一傾角θ=30°的粗糙斜面,AD邊與BC邊平行,有一重力G=10N放在斜面上,當(dāng)對物體施加一個與AB邊平行的拉力F時,物體恰能做勻速直線運動.已知物體與斜面的動摩擦因數(shù)μ=
6
3
,求:
①物體受到的摩擦力大;
②拉力F的大。
③物體運動方向與F方向之間的夾角.

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如圖所示,abcd為質(zhì)量M=2㎏的導(dǎo)軌,放在光滑絕緣的水平面上,另有一根質(zhì)量m=0.6㎏的金屬棒PQ平行bc放在水平導(dǎo)軌上,PQ棒左邊靠著絕緣的豎直立柱e、f,導(dǎo)軌處于勻強磁場中,場以00′為界,左側(cè)的磁場方向豎直向上,右側(cè)的磁場方向水平向右,磁感強度都為B=0.8T.導(dǎo)軌的bc段長L=0.5m,其電阻r=0.4Ω,金屬棒的電阻R=0.2Ω,其余電阻均可不計,金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0.2.若導(dǎo)軌上作用一個方向向左、大小為F=2N的水平拉力,設(shè)導(dǎo)軌足夠長,g取10m/s2.試求:
(1)導(dǎo)軌運動的最大加速度.
(2)流過導(dǎo)軌的最大電流.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,ABCD為同種材料構(gòu)成的柱形透明體的橫截面,其中ABD部分為等腰直角三角形,BCD部分為半圓形,一束單色平行光從真空射向AB或AD面,材料折射率n=1.6,下列說法正確的是(  )
A、從AB面中點射入的光線一定從圓弧的中點射出B、從AB面射入的所有光線經(jīng)一次反射和折射后都從BCD面射出C、從AB面中間附近射入的所有光線經(jīng)一次反射和折射后都從BCD面射出D、若光線只從AD面垂直射入,則一定沒有光線從BCD面射出

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如圖所示,ABCD為一直角梯形棱鏡的截面,∠C=60°P為垂直于直線BC的光屏,現(xiàn)用一寬度等于AB邊的單色平行光束垂直射向AB面,經(jīng)棱鏡折射后在屏P上形成寬度等于
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AB的一條光帶,求棱鏡的折射率.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,ABCD為豎直放在場強為E=104V/m水平勻強電場中的絕緣光滑軌道,其中軌道的BCD部分是半徑為R的圓形軌道,軌道的水平部分與其半圓相切,A為水平軌道上的一點,而且AB=R=0.2m,把一質(zhì)量m=0.1kg、帶電荷量q=+1×10-4C的小球放在水平軌道的A點由靜止開始釋放,小球在軌道的內(nèi)側(cè)運動.(g取10m/s2)求:
(1)小球到達(dá)C點時對軌道壓力是多大?
(2)若讓小球安全通過軌道,開始釋放點離B點至少多遠(yuǎn)?

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