【題目】如圖所示,水平地面上方有一高度為H、界面分別為PQ、MN的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B。矩形導(dǎo)線框abcd在磁場上方某一高度處,導(dǎo)線框ab邊長為l1,bd邊長為l2,導(dǎo)線框的質(zhì)量為m,電阻為R。磁場方向垂直于線框平面,磁場高度H>l2。線框從某高處由靜止落下,當(dāng)線框的cd邊剛進入磁場時,線框的加速度方向向下、大小為;當(dāng)線框的cd邊剛離開磁場時,線框的加速度方向向上、大小為。運動過程中,線框平面位于豎直平面內(nèi),上、下兩邊始終平行PQ?諝庾枇Σ挥,重力加速度為g。求:
(1)線框開始下落時cd邊距離磁場上邊界PQ的高度h;
(2)cd邊剛離開磁場時,電勢差Ucd;
(3)從線框的cd邊進入磁場至線框的ab邊剛進入磁場過程中,線框產(chǎn)生的焦耳熱Q;
(4)從線框的cd邊進入磁場至線框的ab邊剛進入磁場的過程中,通過線框?qū)Ь某一橫截面的電荷量q。
【答案】(1) (2)Ucd=- (3) (4)
【解析】(1)cd邊剛進入磁場時,設(shè)其速度為v,
則F安=,
由牛頓第二定律可得mg-F安=m×,
解之得v=,
故高度h==;
(2)cd邊剛離開磁場時,設(shè)其感應(yīng)電動勢為E,即ab邊產(chǎn)生的電動勢。
則F安′=,
由牛頓第二定律可得F安′-mg=m×,
解之得E=,
線框的速度v′=;
由右手定則判斷出感應(yīng)電流是由b到c的,故由歐姆定律得,
電勢差Ucd=-=-;
(3)ab邊剛進入磁場時至cd邊出磁場時,線圈自由下落,故由v′2-vb2=2g(H-l2),
代入解之得vb2=v′2-2g(H-l2),則從線框的cd邊進入磁場至線框的ab邊剛進入磁場過程中,
由功關(guān)系得:mgl2-Q=,
則;
(4)通過線框?qū)Ь某一橫截面的電荷量q=It==。
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【題目】如圖所示,在固定的氣缸A和B中分別用活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,活塞面積之比SA∶SB=1∶3,兩活塞由穿過B底部的剛性細桿相連,可沿水平方向無摩擦滑動,兩個氣缸都不漏氣。初始時活塞處于平衡狀態(tài),A、B中氣體的體積均為V0,且溫度相同,A中氣體壓強pA=1.6p0,p0是氣缸外的大氣壓強。
①求初始時B中氣體的壓強pB;
②現(xiàn)對A中氣體加熱,使其中氣體的壓強升到pA′=2.5p0,同時保持B中氣體的溫度不變,求活塞重新達到平衡狀態(tài)時A中氣體體積VA′。
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【題目】自然界中的電和磁等現(xiàn)象都是相互聯(lián)系的,很多物理學(xué)家為尋找它們之間的聯(lián)系做出了貢獻.最早發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線周圍存在磁場的科學(xué)家是( )
A.洛倫茲
B.安培
C.法拉第
D.奧斯特
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【題目】如圖所示,在高空勻速飛行的轟炸機,每隔1 s投下一顆炸彈,不計空氣阻力,則( )
A. 這些炸彈落地前在空中排列在同一條豎直線上
B. 這些炸彈都落于地面上同一點
C. 這些炸彈落地時速度大小方向都相同
D. 在空中相鄰炸彈間距相等
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【題目】對于萬有引力定律的表達式,下面正確的說法是()
A. 公式中的G是引力常量,它是實驗測得的,不是人為規(guī)定的
B. 當(dāng)r等于零時,萬有引力為無窮大
C. 兩物體受到的引力總是大小相等,與兩物體是否相等無關(guān)
D. r是兩物體最近的距離
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【題目】質(zhì)量為m物體懸掛在升降機的頂板上,當(dāng)懸線對物體的拉力為1.2mg時,升降機可能的運動是
A. 向上做勻減速運動
B. 向下做勻加速運動
C. 向下做勻減速運動
D. 向上做勻加速運動
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【題目】如下圖所示是某種“研究平拋運動”的實驗裝置:當(dāng)a小球從斜槽末端水平飛出時與b小球離地面的高度均為H,此瞬間電路斷開使電磁鐵釋放b小球,最終兩小球同時落地,改變H大小,重復(fù)實驗,a、b仍同時落地,該實驗結(jié)果可表明_______。
A.兩小球落地速度的大小相同
B.兩小球在空中運動的時間相等
C.a(chǎn)小球在豎直方向的分運動與b小球的運動相同
D.a(chǎn)小球在水平方向的分運動是勻速直線運動
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【題目】如圖所示,勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=0.5T,邊長L=10cm的正方形線圈abcd共100匝,線圈電阻r=1Ω。線圈繞垂直于磁感線的對稱軸勻速轉(zhuǎn)動,角速度ω=2πrad/s,設(shè)電路電阻R=4Ω。(結(jié)果保留2位小數(shù))求:
①轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值;
②由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉(zhuǎn)過60°角時的瞬時感應(yīng)電動勢;
③由圖示位置轉(zhuǎn)過60°角的過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢;
④交流電表的示數(shù);
⑤線圈轉(zhuǎn)動一周外力做的功。
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【題目】一群基態(tài)氫原子吸收某種波長的光后,可以發(fā)出三種波長的光,這三種光的波長關(guān)系為λ3>λ2>λ1,已知某金屬的極限波長為λ2,則下列說法正確的是( )
A.該金屬的逸出功為hλ2
B.波長為λ3的光一定可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)
C.基態(tài)氫原子吸收的光子的波長為λ1
D.若用波長為λ4的光照射該金屬且能發(fā)生光電效應(yīng),則發(fā)生光電效應(yīng)的光電子的最大初動能為hc
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