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2.如圖所示,某同學(xué)用玻璃皿在中心放一個圓柱形電極接電源的負極,沿邊緣放一個圓環(huán)形電極接電源的正極做“旋轉(zhuǎn)的液體的實驗”,若蹄形磁鐵兩極間正對部分的磁場視為勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B=0.1T,玻璃皿的橫截面的半徑為a=0.05m,電源的電動勢為E=3V,內(nèi)阻r=0.1Ω,限流電阻R0=4.9Ω,玻璃皿中兩電極間液體的等效電阻為R=0.9Ω,閉合開關(guān)后當(dāng)液體旋轉(zhuǎn)時電壓表的示數(shù)為1.5V,則( �。�
A.由上往下看,液體做逆時針旋轉(zhuǎn)
B.液體所受的安培力大小為1.5×10-3N
C.閉合開關(guān)后,液體熱功率為0.81W
D.閉合開關(guān)10s,液體具有的動能是3.69J

分析 在電源外部,電流由正極流向負極;由左手定則可以判斷出導(dǎo)電液體受到的安培力方向,從而判斷出液體的旋轉(zhuǎn)方向;根據(jù)閉合電路的歐姆定律求出電路中的電流值,然后根據(jù)安培力的公式計算安培力的大小,根據(jù)焦耳定律計算熱功率;根據(jù)功能關(guān)系計算液體獲得的動能.

解答 解:A、由于中心放一個圓柱形電極接電源的負極,沿邊緣放一個圓環(huán)形電極接電源的正極,在電源外部電流由正極流向負極,因此電流由邊緣流向中心;器皿所在處的磁場豎直向上,由左手定則可知,導(dǎo)電液體受到的磁場力沿逆時針方向,因此液體沿逆時針方向旋轉(zhuǎn);故A正確;
B、電壓表的示數(shù)為1.5V,則根據(jù)閉合電路的歐姆定律:E=U+IR0+Ir,所以電路中的電流值:I=EUR0+r=31.54.9+0.1=0.3A,液體所受的安培力大小為:F=BIL=BIa=0.1×0.3×0.05N=1.5×10-3N.故B正確;
C、玻璃皿中兩電極間液體的等效電阻為R=0.9Ω,則液體熱功率為P=I2R=0.32×0.9=0.081W.故C錯誤;
D、10s末液體的動能等于安培力對液體做的功,通過玻璃皿的電流的功率:P=UI=1.5×0.3=0.45W,所以閉合開關(guān)10s,液體具有的動能是:EK=W電流-W=(P-P)•t=(0.45-0.081)×10=3.69J,故D正確.
故選:ABD.

點評 該題考查電磁驅(qū)動,是一道容易出錯的題目.容易錯的地方是當(dāng)導(dǎo)電液體運動后,液體切割磁感線將產(chǎn)生反電動勢,導(dǎo)電液體的電阻值消耗的電壓不等于液體兩端的電壓!

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.質(zhì)點從靜止開始做勻加速直線運動,在第1個t s、第2個t s和第3個t s內(nèi)三段位移之比為( �。�
A.1:4:25B.2:5:8C.1:3:5D.2:4:6

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13.關(guān)于質(zhì)點做曲線運動的描述中,正確的是( �。�
A.曲線運動一定是變速運動
B.變速運動一定是曲線運動
C.在平衡力的作用下,物體可以做曲線運動
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10.我國“蛟龍?zhí)枴鄙顫撈饕?062m深度創(chuàng)載人下潛世界紀(jì)錄,預(yù)示著可以征服全球99.8%的海底世界,在某次實驗時,深潛器內(nèi)的顯示屏上顯示出了從水面開始下潛到最后返回水面10min內(nèi)全過程的速度-時間圖象,由圖可知(  )
A.本次實驗下潛最大深度為6m
B.全過程中最大加速度的大小是2m/s2
C.從開始到返回通過的總路程為720m
D.下潛過程與返回過程的平均速度相同

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17.如圖所示,在光滑絕緣水平面上,三個帶電小球a、b和c分別位于邊長為L的正三角形的三個頂點上,a、b帶負電,電荷量均為-q,c帶正電.整個系統(tǒng)置于水平方向的勻強電場中.已知靜電力常量為k.若三個小球均處于靜止?fàn)顟B(tài),則下列說法正確的是( �。�
A.場強E的大小等于23kqL2,且能推算出C的電荷量
B.場強E的大小等于3kqL2,不能推算出C的電荷量
C.場強E的大小等于23kqL2,方向由C點垂直指向ab連線
D.場強E的大小等于3kqL2,方向垂直通過ab連線指向C點

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7.在如圖所示的粗糙水平面上固定一傾角θ=37°的三角形斜劈,其中水平面與斜劈在B點平滑連接,現(xiàn)將一質(zhì)量為m=2kg的小物體靜置于水平面的A點,從某時刻起對小物體施加一水平向右的作用力F.且作用力F隨小物體的位移的變化規(guī)律如圖,小物體能經(jīng)B點后沖上斜劈,假設(shè)小物體在過B點時的機械能損失忽略不計,已知小物體與水平面以及與斜劈間的動摩擦因數(shù)都為μ=0.5,AB兩點間的距離為x=4m,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)小物體從A點開始運動后第一次到達B點時的速度為多大?
(2)如果當(dāng)小物體運動到B點時將作用力撤走,則小物體最終停止何處?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

4.如圖所示,一與水平面夾角為θ=37°的傾斜金屬平行導(dǎo)軌有足夠長的一部分(ab、cd虛線之間)處在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中,磁場的磁感應(yīng)強度大小為B=2T;導(dǎo)軌寬度L=1m,底部連接一阻值為R1=2Ω的定值電阻,在磁場邊界cd內(nèi)側(cè)附近用兩個絕緣立柱擋住一質(zhì)量為M=2kg,導(dǎo)軌間部分電阻為R2=3Ω的導(dǎo)體棒MN.現(xiàn)使一質(zhì)量為m=0.5kg,導(dǎo)軌間部分電阻為r=0.3Ω的導(dǎo)體棒PQ從磁場上邊界ab上方導(dǎo)體軌上某處自由下滑,進入磁場時的速度v0=3m/s.兩導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌接觸良好,且垂直導(dǎo)軌放置,導(dǎo)軌電阻不計,不計一切摩擦,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)分析導(dǎo)體棒PQ進入磁場后的運動特點,并求導(dǎo)體棒PQ剛進入磁場時通過定值電阻R1的電流.
(2)導(dǎo)體棒MN受到立柱的最大彈力是多少?
(3)當(dāng)導(dǎo)體棒MN受到立柱的彈力最小時,導(dǎo)體棒PQ的速度大小及電阻R1消耗的電功率是多少?

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(1)質(zhì)子在A點和B點的速度之比;
(2)OB與BC長度的比值.

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