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10.如圖所示,空間存在著與圓臺母線垂直向外的磁場,各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,圓臺母線與豎直方向的夾角為θ.一個(gè)質(zhì)量為m、半徑為r的通電勻質(zhì)金屬環(huán)位于圓臺底部,0~t時(shí)間內(nèi)環(huán)中電流大小恒定為I,由靜止向上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過時(shí)間t后撤去該恒定電流并保持圓環(huán)閉合,圓環(huán)上升的最大高度為H.已知重力加速度為g,磁場的范圍足夠大.在圓環(huán)向上運(yùn)動(dòng)的過程中,下列說法正確的是( �。�
A.圓環(huán)先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)
B.在時(shí)間t內(nèi)安培力對圓環(huán)做功為mgH
C.圓環(huán)先有擴(kuò)張后有收縮的趨勢
D.圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的最大速度為\frac{2πBIrtcosθ}{m}-gt

分析 根據(jù)牛頓第二定律,與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,依據(jù)做功表達(dá)式,結(jié)合電磁感應(yīng)與安培力,即可求解.

解答 解:
A、圓環(huán)先向上做加速運(yùn)動(dòng);當(dāng)電流撤去后,由于慣性,圓環(huán)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng),在磁場中切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流方向俯視為逆時(shí)針,由左手定則可知圓環(huán)所受安培力方向垂直磁感線向下,由于速度在變化,則安培力也在變,所以圓環(huán)做變減速運(yùn)動(dòng),故A正確;
B、由功能關(guān)系可知,在上升全過程中,在t時(shí)間內(nèi)安培力對圓環(huán)做的功等于全過程重力做的功mgH和t時(shí)間后圓環(huán)克服安培力做的功,所以在時(shí)間t內(nèi)安培力對圓環(huán)做功大于mgH,故B錯(cuò)誤;
C、圓環(huán)通電流時(shí),由安培力垂直磁感線向上可知,電流方向俯視為順時(shí)針,安培力分量指向圓心,圓環(huán)有收縮的趨勢;撤去電流后,根據(jù)右手定則可知,切割產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向俯視為逆時(shí)針,則安培力分量背離圓心,則有擴(kuò)張的趨勢,故C錯(cuò)誤;
D、環(huán)中通以恒定電流I后,圓環(huán)所受安培力為BI2πr,則在豎直方向的分力為2πrBIcosθ,由牛頓第二定律,可得:BI2πrcosθ-mg=ma,則圓環(huán)向上的加速度為a=\frac{2πBIrcosθ}{m}-g,
則豎直方向上,在電流未撤去時(shí),圓環(huán)將做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過時(shí)間t,速度會達(dá)到最大值,由v=at得
v=\frac{2πBIrtcosθ}{m}-gt,故D正確.
故選:AD.

點(diǎn)評 磁場中力做功與牛頓第二定律、電磁感應(yīng)等的綜合問題,注意掌握線圈擴(kuò)張與收縮的原因.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.如圖中有A、B兩個(gè)線圈.線圈B連接一電阻R,要使流過電阻R的電流大小恒定,且方向由c點(diǎn)流經(jīng)電阻R到d點(diǎn).設(shè)線圈A中電流i從a點(diǎn)流入線圈的方向?yàn)檎较�,則線圈A中的電流隨時(shí)間變化的圖象是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.根據(jù)玻爾理論,下列說法正確的是( �。�
A.原子處于定態(tài)時(shí),雖然電子做變速運(yùn)動(dòng),但并不向外輻射能量
B.氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時(shí),要釋放一定頻率的光子,電勢能的減少量大于動(dòng)能的增加量
C.氫原子可以吸收小于使氫原子電離能量的任意能量的光子,因而軌道半徑可以連續(xù)增大
D.電子沒有確定軌道,只存在電子云
E.玻爾理論的成功之處是引入量子觀念

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

18.某實(shí)驗(yàn)小組用如圖1所示的電路測定電源電動(dòng)勢E和內(nèi)電阻r,R為電阻箱,電源允許輸出的最大電流為0.5A.實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下:電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ),電阻箱(限值范圍0~999.9Ω);開關(guān)、導(dǎo)線若干.

①請根據(jù)圖1的電路圖,在圖2中畫出連線,將實(shí)物圖補(bǔ)充完整;
②實(shí)驗(yàn)時(shí),改變電阻箱R的值,記錄下電壓表的示數(shù)U,得到如下表所示的幾組R、U的數(shù)據(jù),并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖3中描出了對應(yīng)的點(diǎn),請補(bǔ)充畫出\frac{1}{U}-\frac{1}{R}圖線
12345678910
電阻
R/Ω
60.535.220.013.79.95.84.33.52.92.5
電壓
U/V
2.582.432.222.001.781.401.181.050.930.85
③由在圖3中所描的圖象求出電源的電動(dòng)勢E=2.9V,內(nèi)電阻r=5.5Ω.(保留二位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.在磁場周圍欲產(chǎn)生電磁波,則該磁場應(yīng)按圖中的何種規(guī)律變化( �。�
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.如圖所示,質(zhì)量為m的物塊與水平轉(zhuǎn)臺之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,物塊與轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸相距R,物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng)并計(jì)時(shí),在t1時(shí)刻轉(zhuǎn)速達(dá)到n,物塊即將開始滑動(dòng).保持轉(zhuǎn)速n不變,繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到t2時(shí)刻.則( �。�
A.在0~t1時(shí)間內(nèi),摩擦力做功為零
B.在0~t1時(shí)間內(nèi),摩擦力做功為\frac{1}{2}μmgR
C.在0~t1時(shí)間內(nèi),摩擦力做功為2μmgR
D.在t1~t2時(shí)間內(nèi),摩擦力做功為2μmgR

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

2.如圖所示,物塊C質(zhì)量mc=4kg,上表面光滑,左邊有一立柱,放在光滑水平地面上.一輕彈簧左端與立柱連接,右端與物塊B連接,mB=2kg.長為L=3.6m的輕繩上端系于O點(diǎn),下端系一物塊A,mA=3kg.拉緊輕繩使繩與豎直方向成60°角,將物塊A從靜止開始釋放,達(dá)到最低點(diǎn)時(shí)炸裂成質(zhì)量m1=2kg、m2=1kg的兩個(gè)物塊1和2,物塊1水平向左運(yùn)動(dòng)與B粘合在一起,物塊2仍系在繩上具有水平向右的速度,剛好回到釋放的初始點(diǎn).A、B都可以看成質(zhì)點(diǎn).取g=10m/s2.求:
(1)設(shè)物塊A在最低點(diǎn)時(shí)的速度v0和輕繩中的拉力F大小.
(2)物塊A炸裂時(shí)增加的機(jī)械能△E.
(3)在以后的過程中,彈簧最大的彈性勢能Epm

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19.如圖所示,現(xiàn)有一個(gè)小物塊質(zhì)量為m=80g,帶正電荷q=2×10-4C,與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,現(xiàn)有一個(gè)水平向左的勻強(qiáng)電廠E=4×103V/m,且在水平軌道的末端N處連接一光滑的半圓形軌道,半徑為R=40cm,取g=10m/s2,求:
(1)若小物塊恰能運(yùn)動(dòng)到軌道的最高點(diǎn)L,那么小物塊應(yīng)從距N點(diǎn)多遠(yuǎn)處釋放?當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)(軌道中點(diǎn))時(shí)軌道對它的支持力等于多少?
(2)若小物塊運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)是,突然撤去電廠,同時(shí)加一勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T,方向垂直直面向里,問能否運(yùn)動(dòng)到L點(diǎn)?(回答:“能”或“不能”,如果小物塊最后能落回到水平面MN上,則剛到達(dá)MN時(shí)小物塊的速度大小為多少?)

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1.在由靜止開始向上運(yùn)動(dòng)的電梯里,一測量加速度的小探頭固定在質(zhì)量為1kg的手提包上,上升到某一樓層停止了,采集數(shù)據(jù)并處理分析后列出表:
建立物理模型運(yùn)動(dòng)規(guī)律勻加速直線勻速直線勻減速直線
時(shí)間段(s)0~2.52.5~11.511.5~14.0
平均加速度(m/s20.4000.40
請根據(jù)上表數(shù)據(jù)和所學(xué)知識判斷下列圖象(設(shè)F為手提包對電梯的壓力,g=9.8m/s2)中正確的是( �。�
A.B.C.D.

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同步練習(xí)冊答案