题目内容

【题目】如图所示为范围足够大的匀强电场的电场强度E随时间t周期性变化的图象。当t=0时,在电场中由静止释放一个带电粒子,设带电粒子只受电场力作用,则下列说法中正确的是( )

A. 带电粒子将做往复运动

B. 2s末带电粒子回到原出发点

C. 带电粒子在3s末的速度为零

D. 0~2.5s末的时间内,电场力对带电粒子所做的总功为零

【答案】AC

【解析】

带电粒子在前1秒处于负向匀加速,在第2秒内加速度大小是之前的2倍,则先沿负向做0.5s匀减速到速度为零,后反向向正向匀加速0.5s,第3s向正向匀减速到0,如此做往复运动,故AC正确;带电粒子在前1秒处于匀加速,在第二秒内由于加速度大小是之前的2倍,方向与之前相反,因此用去0.5秒先做匀减速接着0.5秒反向加速。所以2s末带电粒子不在出发点。故B错误;根据A的分析可知,2.5s时刻粒子的速度不为零,则根据动能定理可知,在0~2.5s末的时间内,电场力对带电粒子所做的总功不为零,故D错误;故选AC。

练习册系列答案
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【题目】电磁驱动是电磁感应现象的一个重要应用.

(1)如图所示,物理课上,老师做了一个奇妙的跳环实验.她把一个带铁芯的线圈、开关和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈上,且使铁芯穿过套环,闭合开关的瞬间,套环立刻跳起.关于这一实验,下列说法正确的是?

A.必须选择铁质的金属环才能出现跳环现象

B.电源无论选择交流还是直流,只要电压足够大,跳环都可以跳起

C.若将铁芯撤去,跳环的效果会更加明显

D.若在开关闭合的状态下,将金属环平衡地放置在图中位置,则开关断开的一瞬间,也能看到跳环现象.

(2)除上述利用感生电动势的电磁驱动以外,我们还可以利用动生电动势来完成电磁驱动.如图所示是利用磁场运动来带动金属棒运动的装置.

在水平面上有两根很长的平行轨道,轨道末端接有阻值为的定值电阻,其间有垂直轨道平面的磁感应强离为的弱强磁场.自身电阻可忽略的金属棒放置于导轨上,可沿导轨滑动.两轨道间距及磁场宽度均为,棒始终保持与轨道垂直,且磁场范围足够大,以保证棒无论做何种运动均不会脱离磁场范围.当磁场沿轨道方向向右运动时,金属棒会受到向右的磁场力,带动其随磁场运动.假设金属棒静止时所受阻力为,则磁场至少要以多大的速度运动才能使金属棒从静止开始起动?

(3)设金属棒运动时所受阻力大小恒为,假如使金属棒水平向右以速度做匀速运动,求:

a.磁场运动的速度大小为多少?

b.单位时间内回路产生的焦耳热是多少?

(4)安培力对金属棒做的功是否全部转化为回路的焦耳热?若肯定,请说明理由;若否定,请用文字描述安培力做功使得金属棒和磁场体系的能量发生了怎样的转化?

(5)为了维持金属棒以速度运动,外界在单位时间内需对磁场做功多少?

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