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3.如圖所示,足夠長(zhǎng)的光滑U形導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng),其所在平面與水平面的夾角為α,上端連接一個(gè)阻值為R的電阻.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌平面向上.今有一質(zhì)量為m、有效電阻r的金屬桿沿框架由靜止下滑,設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域無(wú)限大,當(dāng)金屬桿下滑達(dá)到最大速度vm時(shí),運(yùn)動(dòng)的位移為x,則( �。�
A.金屬桿下滑的最大速度vm=\frac{mgRsinα}{{B}^{2}{L}^{2}}
B.在此過(guò)程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為\frac{R}{R+r}(mgx sinα-\frac{1}{2}mv{\;}_{m}^{2}
C.在此過(guò)程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為(mgx sinα-\frac{1}{2}mv{\;}_{m}^{2}
D.在此過(guò)程中流過(guò)電阻R的電荷量為\frac{BLx}{R}

分析 金屬桿下滑達(dá)到最大速度v0時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)安培力與速度的關(guān)系式和平衡條件求解最大速度.根據(jù)能量守恒定律求解焦耳熱;根據(jù)q=\frac{△∅}{R}求解電量;

解答 解:A、金屬桿下滑達(dá)到最大速度vm時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng),則有:mgsinα=\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{0}}{R+r},得:vm=\frac{mg(R+r)sinα}{{B}^{2}{L}^{2}},故A錯(cuò)誤.
B、根據(jù)能量守恒定律得:在此過(guò)程中回路中產(chǎn)生的總熱量為:Q=mgxsinα-\frac{1}{2}mvm2
電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為:QR=\frac{R}{R+r}Q=\frac{R}{R+r}(mgxsinα-\frac{1}{2}mvm2),故B正確.
C、在此過(guò)程中,根據(jù)F=\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R+r}和牛頓第二定律得:mgsinα-F=ma,速度增大時(shí),安培力增大,加速度減小,故導(dǎo)體棒做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤.
D、在此過(guò)程中流過(guò)電阻R的電荷量為:q=\frac{△∅}{R+r}=\frac{BLx}{R+r},故D錯(cuò)誤.
故選:B

點(diǎn)評(píng) 該題是電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用,涉及的公式與知識(shí)點(diǎn)較多.其中通過(guò)金屬棒橫截面的電量q=\frac{△∅}{R+r},R+r應(yīng)是回路的總電阻.

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

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2.如圖所示,材料相同質(zhì)量分別為mA 、mB的兩物塊A、B在與斜面平行的力F作用下沿斜面向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),A、B之間的相互作用力為\frac{{m}_{B}F}{{m}_{A}+{m}_{B}}

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11.下列高關(guān)于體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的描述正確的是( �。�
A.花樣滑冰賽中的申雪,趙宏博可以視為質(zhì)點(diǎn)
B.冬奧會(huì)冰壺比賽中旋轉(zhuǎn)著前進(jìn)的冰壺可視為質(zhì)點(diǎn)
C.女子3000m短道速滑接力賽中中國(guó)隊(duì)奪金說(shuō)明中國(guó)對(duì)平均速率最大
D.500m短道速滑賽將于9時(shí)30分開始,9時(shí)30分指的是比賽所用的時(shí)間

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

18.萬(wàn)有引力定律和庫(kù)侖定律都滿足平方反比定律,因此引力場(chǎng)和電場(chǎng)之間有許多相似的性質(zhì),在處理有關(guān)問(wèn)題時(shí)可以將它們進(jìn)行類比.例如電場(chǎng)中反映各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量是電場(chǎng)強(qiáng)度,其定義式為E=\frac{F}{q}.在引力場(chǎng)中可以有一個(gè)類似的物理量用來(lái)反映各點(diǎn)引力場(chǎng)的強(qiáng)弱.設(shè)地球質(zhì)量為M,半徑為R,地球表面處重力加速度為g,引力常量為G.如果一個(gè)質(zhì)量為m的物體位于距地心2R處的某點(diǎn),則下列表達(dá)式中能反映該點(diǎn)引力場(chǎng)強(qiáng)弱的是( �。�
A.G\frac{M}{{{{(2R)}^2}}}B.G\frac{m}{{{{(2R)}^2}}}C.G\frac{Mm}{{{{(2R)}^2}}}D.\frac{1}{k}

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

8.一個(gè)擋板固定于光滑水平地面上,截面為圓的柱狀物體甲放在水平面上,半徑與甲相等的光滑圓球乙被夾在甲與擋板之間,沒(méi)有與地面接觸而處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示.現(xiàn)在對(duì)甲施加一個(gè)水平向左的力F,使甲沿地面極其緩慢地移動(dòng),直至甲與擋板接觸為止.設(shè)甲對(duì)地面的壓力為F1,在此過(guò)程中(  )
A.F緩慢增大,F(xiàn)1緩慢增大B.F緩慢減小,F(xiàn)1不變
C.F緩慢增大,F(xiàn)1不變D.F緩慢減小,F(xiàn)1緩慢增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

15.如圖所示,一個(gè)上下都與大氣相通的直圓筒,內(nèi)部橫截面積為S=0.01m2,中間用兩個(gè)活塞A和B封住一定質(zhì)量的氣體.A、B都可沿圓筒無(wú)摩擦地上下滑動(dòng),且不漏氣.A的質(zhì)量不計(jì),B的質(zhì)量為M,并與一勁度系數(shù)為k=5×103N/m的較長(zhǎng)的彈簧相連.已知大氣壓p0=1×105Pa,平衡時(shí)兩活塞之間的距離l0=0.6m,現(xiàn)用力壓A,使之緩慢向下移動(dòng)一段距離后保持平衡.此時(shí)用于壓A的力F=500N.求活塞A下移的距離.

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12.一個(gè)鋼球做自由落體運(yùn)動(dòng),取g=10m/s2,則3s末鋼球的速度大小為( �。�
A.15m/sB.20 m/sC.25 m/sD.30 m/s

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

13.下列說(shuō)法中正確的是 ( �。�
A.α粒子散射實(shí)驗(yàn)是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)
B.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)深入揭示了光的粒子性,前者表明光子具有能量,后者表明光子除了具有能量外還具有動(dòng)量
C.根據(jù)玻爾理論可知,氫原子輻射出一個(gè)光子后,氫原子的電勢(shì)能增大,核外電子的運(yùn)動(dòng)速度減小.
D.正負(fù)電子對(duì)湮滅技術(shù)是一項(xiàng)較新的核物理技術(shù).一對(duì)正負(fù)電子對(duì)湮滅后生成光子的事實(shí)說(shuō)明質(zhì)量守恒定律是有適用范圍的
E.{\;}_{83}^{210}Bi的半衰期是5天,12g{\;}_{83}^{210}Bi經(jīng)過(guò)15天后衰變了1.5g

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