【題目】如圖所示,水平面上固定著足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌MN、PQ,兩金屬桿ab、cd靜止放在軌道上,可沿軌道滑動(dòng),軌道所在的空間有豎直向上勻強(qiáng)磁場(chǎng),導(dǎo)軌電阻不計(jì)。則下面說法中正確的是

A. 若軌道光滑,給ab一初速度v0,則最終ab、cd一定做勻速運(yùn)動(dòng)且速度大小均為0.5v0

B. 若軌道光滑,水平向右對(duì)ab施加一個(gè)垂直于ab的恒定外力作用,則最終二者一定做勻加速運(yùn)動(dòng),且速度差恒定

C. 若軌道粗糙,水平向右對(duì)ab施加一個(gè)垂直于ab的恒定外力作用,則最終二者一定做勻加速運(yùn)動(dòng),且速度差恒定

D. 若將cd換成固定于MNPQ間的一電容器,且軌道光滑,給ab施加一個(gè)垂直于ab的恒定外力,則最終ab一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

【答案】ABD

【解析】試題分析:若軌道光滑,給ab一初速度v0,ab運(yùn)動(dòng)后在ab棒中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律可知,ab受到的安培力的方向向后,cd受到的安培力的方向向前,結(jié)合F=BIL可知兩根棒中受到的安培力大小相等,方向相反,由動(dòng)量守恒定律即可求出二者的末速度.若軌道光滑,開始時(shí)ab的速度比較小,則電路中的電流比較小,ab受到的安培力小于拉力F,所以ab向右做加速運(yùn)動(dòng),同時(shí)cd 也向右做加速運(yùn)動(dòng),但開始時(shí)ab的加速度大,隨速度差的增大,二者的加速度逐漸趨于相等,最后二者以相等的加速度運(yùn)動(dòng).若軌道粗糙,根據(jù)外力與摩擦力比較,從而判定棒ab運(yùn)動(dòng)情況,再根據(jù)安拉力與滑動(dòng)摩擦力關(guān)系,得出cd棒運(yùn)動(dòng)情況,最后根據(jù)閉合電路歐姆定律與安培力表達(dá)式,即可求解;
若將cd換成固定于MN、PQ間的一電容器,金屬棒在向右運(yùn)動(dòng)的過程中,隨著速度增大,安培力增大,由牛頓第二定律分析加速度的變化.

若軌道光滑,ab運(yùn)動(dòng)后在ab棒中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律可知,ab受到的安培力的方向向后,cd受到的安培力的方向向前,結(jié)合可知兩根棒中受到的安培力大小相等,方向相反,二者在水平方向的動(dòng)量守恒,選取向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律得,解得,故A正確;若軌道光滑,給ab施加一個(gè)垂直于ab的恒定外力作用,ab將開始做加速運(yùn)動(dòng),電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律可知,ab受到的安培力的方向向后,cd受到的安培力的方向向前;開始時(shí)ab的速度比較小,則電路中的電流比較小,ab受到的安培力小于拉力F,所以ab向右做加速運(yùn)動(dòng),加速度滿足,電路中由感應(yīng)電流后cd也向右做加速運(yùn)動(dòng),加速度滿足,開始時(shí)ab的加速度比較大,cd的加速度比較小,二者之間的速度差逐漸增大,則電路中的電動(dòng)勢(shì)與電流都逐漸增大,此時(shí)二者之間的加速度的差逐漸減小,當(dāng)它們的加速度相等時(shí),二者之間的速度差最大,此時(shí),同時(shí)滿足,B正確;若軌道粗糙,給ab施加一個(gè)垂直于ab的恒定外力作用,設(shè)兩根棒與軌道之間的摩擦力都是f;若,則都靜止不動(dòng);若,故棒ab由靜止開始作加速運(yùn)動(dòng),棒ab中將出現(xiàn)不斷變大的感應(yīng)電流,致使cd也會(huì)受到安培力作用,當(dāng)時(shí),cd保持不動(dòng);當(dāng)時(shí),cd棒也開始運(yùn)動(dòng).由以上的分析可知,若軌道粗糙,給ab施加一個(gè)垂直于ab的恒定外力作用,不一定最終二者一定做勻加速運(yùn)動(dòng),且速度差恒定,C錯(cuò)誤;若將cd換成固定于MN、PQ間的一電容器,且軌道光滑,給ab施加一個(gè)垂直于ab的恒定外力F,設(shè)金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律,電流的定義式,電容器上的帶電量,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,整理以上式子得,所以有,可知假設(shè)正確,給ab施加一個(gè)垂直于ab的恒定外力,最終ab一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng),故D正確.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】用如圖所示電路測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.實(shí)驗(yàn)器材:待測(cè)電源(電動(dòng)勢(shì)約3V,內(nèi)阻約2Ω),保護(hù)電阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω),滑動(dòng)變阻器R,電流表A,電壓表V,開關(guān)S,導(dǎo)線若干.

實(shí)驗(yàn)主要步驟:

(a)將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān);

(b)減小滑動(dòng)變阻器在電路中的阻值,記下電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I;

(c)以U為縱坐標(biāo),I為橫坐標(biāo),作U—I圖線(U、I都用國(guó)際單位);

(d)求出UI圖線斜率的絕對(duì)值k和在橫軸上的截距a

回答下列問題:(1)電壓表最好選用________;電流表最好選用________·

A.電壓表(0-3V,內(nèi)阻約15kΩ) B.電壓表(0-3V,內(nèi)阻約3kΩ)

C.電流表(0-200mA,內(nèi)阻約2Ω) D.電流表(0-30mA,內(nèi)阻約2Ω)

(2)滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng),發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大,兩導(dǎo)線與滑動(dòng)變阻器接線柱連接情況是_________

A.兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端的接線柱

B.一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿左端接線柱,另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱

C.兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿兩端的接線柱

D.一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿右端接線柱,另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱

(3)選用ka、Rl、R2表示待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的表達(dá)式E=______________r=__________,代入數(shù)值可得Er的測(cè)量值.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,在運(yùn)動(dòng)過程中保持不變的物理量是(  )

A. 角速度 B. 線速度 C. 加速度 D. 合外力

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy,其第一象限存在著正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度的方向水平向右,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里.一帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的微粒從原點(diǎn)出發(fā)沿與x軸正方向的夾角為45°的初速度進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)中,正好做直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)到A(ll)時(shí),電場(chǎng)方向突然變?yōu)樨Q直向上(不計(jì)電場(chǎng)變化的時(shí)間),粒子繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,正好垂直于y軸穿出復(fù)合場(chǎng).不計(jì)一切阻力,求:

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;

(2)微粒在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,光滑軌道ABCO固定在豎直平面內(nèi),圓弧AB的圓心角為600,O為圓心,半徑為R=7.5cm,OB為半圓BCO的直徑,光滑平臺(tái)與軌道相切于A點(diǎn)。質(zhì)量為M=2kg,長(zhǎng)度為L(zhǎng)=1.82m的木板靜止在水平地面上,木板與水平地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為,木板上表面與平臺(tái)上表面處于同一水平面上。物體P靜止在木板上的某處,物體q在水平向左的恒力F=4N作用下,以V0=4m/s的初速度從木板右端向左運(yùn)動(dòng),經(jīng)過0.2s與p相碰并結(jié)合成一整體Q,P、q、Q與木板上表面的動(dòng)摩擦因數(shù)為。當(dāng)木板與平臺(tái)相碰時(shí)被牢固粘連,Q滑離木板時(shí)立刻撤去恒力F,Q恰好能通過圓軌道BCO的最高點(diǎn)。P、q質(zhì)量均為m=1kg, P、q、Q可看作質(zhì)點(diǎn),所有接觸面的最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等,取g=10 m/s2,求:

(1) 結(jié)合體Q剛過A點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)它支持力;

(2)物體q開始運(yùn)動(dòng)時(shí)P、q的距離;

(3)木板與平臺(tái)相碰時(shí),結(jié)合體Q的速度大小。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】用某種單色光照射某種金屬表面,發(fā)生光電效應(yīng),現(xiàn)將該單色光的光強(qiáng)減弱,則

A. 光電子的最大初動(dòng)能不變

B. 光電子的最大初動(dòng)能減少

C. 單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)減少

D. 可能不發(fā)生光電效應(yīng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于共點(diǎn)力的合力與分力的關(guān)系正確是()

A. 合力大小一定大于兩個(gè)分力大小之差,小于兩個(gè)分力大小之和.

B. 合力大小一定大于一個(gè)分力的大小,小于另一個(gè)分力的大小

C. 合力大小可能比兩個(gè)分力的大小都大,可能都小,也可能比一個(gè)分力大,比另一個(gè)分力小

D. 合力大小一定大于兩個(gè)分力大小之和

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】傳感器在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用,它的種類多種多樣,其性能也各不相同.空調(diào)機(jī)在室內(nèi)溫度達(dá)以設(shè)定的溫度后,會(huì)自動(dòng)停止工作,空調(diào)機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)這一功能的傳感器是(

A. 力傳感器 B. 光傳感器 C. 溫度傳感器 D. 聲傳感器

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】1922年英國(guó)物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng).若速度相同的一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,則下列相關(guān)說法中正確的是( )

A. 該束帶電粒子帶負(fù)電

B. 速度選擇器的P1極板帶正電

C. B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子,質(zhì)量越大

D. B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子,比荷越小

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