13.如圖所示,豎直平面內(nèi)有足夠長(zhǎng)、不計(jì)電阻的兩組平行光滑金屬導(dǎo)軌,寬度均為L(zhǎng),上方連接一個(gè)阻值為R的定值電阻,虛線下方的區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).兩根完全相同的金屬桿1和2靠在導(dǎo)軌上,金屬桿長(zhǎng)寬與導(dǎo)軌寬度相等且與導(dǎo)軌接觸良好、電阻均為r、質(zhì)量均為m;將金屬桿l固定在磁場(chǎng)的上邊緣,且仍在磁場(chǎng)內(nèi),金屬桿2從磁場(chǎng)邊界上方h0處由靜止釋放,進(jìn)入磁場(chǎng)后恰好做勻速運(yùn)動(dòng).現(xiàn)將金屬桿2從離開(kāi)磁場(chǎng)邊界h(h<ho)處由靜止釋放,在金屬桿2進(jìn)入磁場(chǎng)的同時(shí),由靜止釋放金屬桿1,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.兩金屬桿向下運(yùn)動(dòng)時(shí),流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閍→b
B.回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為$\frac{mg(2r+R)}{BL}$
C.磁場(chǎng)中金屬桿l與金屬桿2所受的安培力大小、方向均相同
D.金屬桿l與2的速度之差為$\sqrt{2gh}$

分析 根據(jù)右手定則判斷出金屬桿2產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向,從而得到流過(guò)電阻R的電流方向;當(dāng)金屬桿2在磁場(chǎng)中勻速下降時(shí),速度最大,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,由平衡條件求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值.根據(jù)左手定則判斷安培力的方向;由于兩個(gè)金屬桿任何時(shí)刻受力情況相同,任何時(shí)刻兩者量也相的加速度也都相同,在相同時(shí)間內(nèi)速度的增同,根據(jù)速度增量相同,可求得速度之差.

解答 解:A、根據(jù)右手定則判斷知金屬桿2產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向向右,則流過(guò)電阻R的電流方向從b→a;故A錯(cuò)誤.
B、當(dāng)金屬桿2在磁場(chǎng)中勻速下降時(shí),速度最大,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,由平衡條件得:
BIL=mg
又I=$\frac{{E}_{m}}{2r+R}$,聯(lián)立得:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=$\frac{mg(2r+R)}{BL}$.故B正確.
C、根據(jù)左手定則判斷得知兩桿所受安培力的方向均向上,方向相同,由公式F=BIL可知安培力的大小也相同.故C正確.
D、金屬桿2剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v=$\sqrt{2gh}$;在金屬桿2進(jìn)入磁場(chǎng)后,由于兩個(gè)金屬桿任何時(shí)刻受力情況相同,因此任何時(shí)刻兩者的加速度也都相同,在相同時(shí)間內(nèi)速度的增量也必相同,即:v1-0=v2-v,則得:
v2-v1=v=$\sqrt{2gh}$,故D正確.
故選:BCD.

點(diǎn)評(píng) 本題是電磁感應(yīng)與力學(xué)知識(shí)的綜合,關(guān)鍵是抓住兩桿的加速度相同,任何時(shí)刻速度的增量相同這一隱含的條件分析兩桿的速度關(guān)系.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

8.如圖所示,ab是半徑為1m的$\frac{1}{4}$圓弧形金屬導(dǎo)軌,現(xiàn)豎直固定;Oa是一根質(zhì)量不計(jì),電阻為0.1Ω的金屬桿,可繞固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng);在a端固定一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的金屬小球,球與各軌道始終保持良好且無(wú)摩擦的接觸,Ob是電阻為0.1Ω的導(dǎo)線;整個(gè)裝置放在B=1.0T、方向與圓環(huán)平面垂直的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)桿Oa由靜止開(kāi)始從a滑至b時(shí)速度為1m/s,g取10m/s2,導(dǎo)軌的電阻不計(jì),求:
(1)小球滑至b時(shí)回路中的感應(yīng)電流;
(2)在此過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)小球從a到b的時(shí)間為π的$\frac{1}{4}$,整個(gè)過(guò)程中的平均電動(dòng)勢(shì)大。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

4.如圖所示,兩個(gè)等量正的點(diǎn)電荷Q、P,連線中點(diǎn)為O,在垂線上有兩點(diǎn)A、B,OA<OB,A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度及電勢(shì)分別為助、EA、EB、φA、φB,則(  )
A.EA一定大于EB,φA一定大于φBB.EA不一定大于EB,φA一定大于φB
C.EA 一定大于EB,φA不一定大于φBD.EA不一定大于EB,φA不一定大于φB

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

1.如圖所示,一彈簧一端固定在傾角為370的光滑斜面的低端,另一端栓住質(zhì)量為m1=4kg的物塊P,Q為一質(zhì)量為m2=8kg的重物,彈簧的質(zhì)量不計(jì),勁度系數(shù)k=600N/m,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)給Q施加一個(gè)方向沿斜面向上的力F,使它從靜止開(kāi)始沿斜面向上做勻加速運(yùn)動(dòng),已知在前0.2s時(shí)間內(nèi),F(xiàn)為變力,0.2s以后,F(xiàn)為恒力,已知sin37°=0.6,g=10m/s2.求:力F的最大值與最小值.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

8.如圖所示,左側(cè)是傾角為60°的斜面,右側(cè)是$\frac{1}{4}$圓弧面的物體,固體在水平地面上,圓弧面底端切線水平.一根輕繩兩端分別系有質(zhì)量為m1、m2的小球,跨過(guò)物體頂點(diǎn)的小定滑輪.當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí),連結(jié)小球m2的輕繩與水平線的夾角為60°,不計(jì)一切摩擦,兩小球視為質(zhì)點(diǎn),則兩小球的質(zhì)量之比m1:m2等于( 。
A.$\sqrt{3}$:3B.1:1C.3:4D.2:3

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

18.關(guān)于熱現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律,下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.只要技術(shù)可行,物體的溫度可降至-274℃
B.物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功
C.壓縮氣體總能使氣體的溫度升高
D.控制液面上方飽和汽的體積不變,升高溫度,達(dá)到平衡后該飽和氣壓將增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

5.生活中處處用電,這些電常常是通過(guò)變壓器改變電壓后供給的.如圖所示,理想變壓器的原、副線圈分別接有理想交流電流表A和燈泡L,變壓器原、副線圈的.匝數(shù)比為2:1,交流電源的電壓為U0=440V,燈泡L額定電壓為100V,滑動(dòng)變阻器的阻值范圍為0~100Ω.適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的觸片位置,使燈泡在額定電壓下正常工作,這時(shí),交流電流表A的示數(shù)為1.2A,不考慮導(dǎo)線的電阻和溫度對(duì)燈泡電阻的影響,則( 。
A.燈泡的額定電流為0.4 AB.燈泡的額定功率為240 W
C.滑動(dòng)變阻器BP段的電阻值為50ΩD.滑動(dòng)變阻器的電功率為400 W

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

2.心電圖儀(如圖所示)通過(guò)一系列的傳感手段,可將與人心跳對(duì)應(yīng)的生物電流情況記錄在勻速運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)紙上.醫(yī)生通過(guò)心電圖,可以了解到被檢者心跳的情況,例如,測(cè)量相鄰兩波峰的時(shí)間間隔,便可計(jì)算出1min內(nèi)心臟跳動(dòng)的次數(shù)(即心率).同一臺(tái)心電圖儀正常工作時(shí)測(cè)得待檢者甲、乙的心電圖分別如圖甲、乙所示.若醫(yī)生測(cè)量時(shí)記下被檢者甲的心率為60次/min,則可推知乙的心率和這臺(tái)心電圖儀輸出坐標(biāo)紙的走紙速度大小分別為(  )
A.48次/min,25mm/sB.75次/min,25mm/sC.75次/min,45mm/sD.48次/min,36mm/s

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

3.為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”,現(xiàn)提供了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置.
①下列做法正確的有D.
A.平衡摩擦力時(shí),用細(xì)線一端掛空砝碼盤(pán),另一端與小車(chē)相連,將木板適當(dāng)傾斜,使小車(chē)在木板上近似做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.每次改變砝碼及砝碼盤(pán)總質(zhì)量之后,應(yīng)重新平衡摩擦力
C.應(yīng)讓砝碼及砝碼盤(pán)總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車(chē)及里面鉤碼的總質(zhì)量
D.在砝碼及砝碼盤(pán)總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)及里面鉤碼的總質(zhì)量時(shí),可以近似認(rèn)為小車(chē)受到的拉力等于砝碼及砝碼盤(pán)的重力
②有一組同學(xué)保持小車(chē)及車(chē)中的砝碼質(zhì)量一定,探究加速度a與所受外力 F的關(guān)系,他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn),得到了兩條a-F圖線,如圖乙所示.圖線II(選填“I”或“II”)是在軌道水平情況下得到的;滑塊和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù) μ=0.2(g取10m/s2).

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