【題目】根據(jù)實際需要,磁鐵可以制造成多種形狀如圖就是一根很長的光滑圓柱形磁棒,在它的側面有均勻向外的輻射狀磁場.現(xiàn)將磁棒豎直固定在水平地面上,磁棒外套有一個粗細均勻的圓形金屬線圈,金屬線圈的質量為m,半徑為R,電阻為r,金屬線圈所在位置的磁場的磁感應強度大小為B.讓金屬線圈從磁棒上端由靜止釋放,經(jīng)一段時間后與水平地面相碰(碰前金屬線圈已達最大速度)并原速率反彈,又經(jīng)時間t,上升到距離地面高度為h處速度減小到零.下列說法中正確的是

A. 金屬線圖與地面撞擊前的速度大小為

B. 撞擊反彈后上升到最高處h的過程中,通過金屬線圈某一截面的電荷量為

C. 撞擊反彈后上升到最高處h的過程中,通過金屬線圈某一截面的電荷量為

D. 撞擊反彈后上升到最高處h的過程中,金屬線圈中產(chǎn)生的焦耳熱為

【答案】B

【解析】

金屬線圈與地面撞擊前已達最大速度,此時安培力與重力平衡,推導出安培力與速度的關系式,再由平衡條件求金屬線圈的最大速度。根據(jù)動量定理求撞擊反彈上升過程中通過金屬線圈的電荷量。根據(jù)能量守恒定律求撞擊反彈后上升到最高處h的過程中金屬線圈中產(chǎn)生的焦耳熱。

金屬線圈與地面撞擊前已達最大速度,設最大速度為v。
感應電動勢為:E=B2πRv
感應電流大小為:,
線圈受到的安培力為:FA=BIL=BI2πR
聯(lián)合解得安培力大小為:
根據(jù)平衡條件有:FA=mg
解得:.故A錯誤

撞擊反彈后上升到最高處h的過程中,取向下為正方向,由動量定理得:
mgt+B2πRt=0-(-mv)
通過金屬線圈某一截面的電荷量為:q=t
聯(lián)立解得:.故B正確,C錯誤。

撞擊反彈后上升到最高處h的過程中,金屬線圈中產(chǎn)生的焦耳熱為:.故D錯誤故選B。

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,螺旋形光滑軌道豎直放置,P、Q為對應的軌道最高點,一個小球以一定速度沿軌道切線方向進入軌道,且能過軌道最高點P,則下列說法正確的是( )

A. 小球恰能過軌道最高點P的速度為零

B. 軌道對小球不做功,小球在P點的角速度大于在Q點的角速度

C. 小球在Q點的向心加速度大于在P點的向心加速度

D. 小球在Q點對軌道的壓力大于在P點對軌道的壓力

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A.

B.

C.

D.

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【題目】某學習小組用圖甲所示的實驗裝置探究動能定理。遮光板的寬度為dA、B處分別為光電門,可測得滑塊通過A、B處所用的時間;掛上鉤碼,從O點由靜止釋放小車進行實驗。(1)某同學用天平稱量滑塊和遮光板的總質量M,鉤碼質量為m,實驗時為了保證小車受到的合力與重物的重力大小基本相等,鉤碼質量m滿足的實驗條件_________________,實驗時首先要做的步驟是______________

2)在(1)的基礎上,讓鉤碼帶動滑塊加速運動,測出這A、B兩點的間距L,遮光板的寬度為d和滑塊通過A、B光電門的時間分別為t1、t2,則本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為_______________________(用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量)。

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【題目】用導線繞一圓環(huán),環(huán)內有一用同樣導線折成的內接正方形線框,圓環(huán)與線框絕緣,如圖1所示。圓環(huán)的半徑R=2 m,導線單位長度的電阻r0=0.2 Ω/m。 把它們放在磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直于圓環(huán)平面(紙面)向里。磁感應強度B隨時間t變化如圖2所示。求:

(1)正方形產(chǎn)生的感應電動勢;

(2)在0~2.0 s內,圓環(huán)產(chǎn)生的焦耳熱;

(3)若不知道圓環(huán)半徑數(shù)值,在0~2.0 s內,導線圓環(huán)中的電流與正方形線的電流之比。

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【題目】電場強度的定義式為E=F/q,下列說法正確的是( )

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A.A點的電場強度一定大于B點的電場強度

B.粒子在A點的電勢能一定大于在B點的電勢能

C.CD間各點電場強度和電勢都為零

D.AB兩點間的電勢差大于CB兩點間的電勢差

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【題目】某學習小組在學習有關電學知識后,將一電流表改裝成能測量電阻的歐姆表,如圖1所示實驗器材如下:

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B.干電池一節(jié):電動勢E=1.5V,內電阻r=0.5Ω.

C.電阻箱R:阻值范圍0~999.9Ω.

(1)測量電阻前,先進行歐姆調零將電阻箱R調至最大,將紅、黑兩表筆直接接觸,調節(jié)電阻箱R使電流表指針指到最大刻度3mA,此時電阻箱R的阻值應為R_______Ω.

(2)歐姆表調零后,將紅、黑筆分別接觸待測電阻的兩端,若電流表的示數(shù)為1.5mA,則待測電阻的阻值Rx_______Ω;

(3)若將電流表示數(shù)范圍限制在0.5mA3mA之間,則歐姆表可測量的電阻范圍為_________Ω.

(4)如果將R0=25Ω的電阻與圖1電路圖中的電流表并聯(lián),重新調零,電流表中央1.5mA刻度線處應標

示為_______Ω.

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