题目内容
如图所示,相距为d的边界水平的匀强磁场,磁感应强度水平向里、大小为B.质量为m、电阻为R、边长为L的正方形线圈abcd,将线圈在磁场上方高h处由静止释放,已知cd边刚进入磁场时和cd边刚离开磁场时速度相等,不计空气阻力,则( )
A.在线圈穿过磁场的整个过程中,克服安培力做功为mgd
B.若L=d,则线圈穿过磁场的整个过程所用时间为 d
C.若L<d,则线圈的最小速度可能为
D.若L<d,则线圈的最小速度可能为
BCD
解析试题分析:根据能量守恒研究从cd边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的过程:动能变化为0,重力势能转化为线框产生的热量,则进入磁场的过程中线圈产生的热量 ,cd边刚进入磁场时速度为,边刚离开磁场时速度也为,所以从边刚穿出磁场到边离开磁场的过程,线框产生的热量与从边刚进入磁场到边刚穿出磁场的过程产生的热量相等,所以线圈从边进入磁场到ab边离开磁场的过程,产生的热量Q′=2mgd,感应电流做的功为2mgd,故A错误;线圈刚进入磁场时的速度大小 ,若线圈将匀速通过磁场,所用时间为 ,故B正确;若,线框可能先做减速运动,在完全进入磁场前做匀速运动,因为完全进入磁场时的速度最小,则 ,则最小速度,故C正确;因为进磁场时要减速,即此时的安培力大于重力,速度减小,安培力也减小,当安培力减到等于重力时,线圈做匀速运动,全部进入磁场将做加速运动,设线圈的最小速度为vm,知全部进入磁场的瞬间速度最小.由动能定理,从cd边刚进入磁场到线框完全进入时,则有:,有综上所述,线圈的最小速度为,故D正确。
考点:考查了导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化.
如图所示,桌面高为h,质量为m的小球从离桌面高H处自由落下,不计空气阻力,假设离桌面高H处重力势能为零,则小球落地前瞬间的重力势能为
A.mgh | B.mgH |
C.mg(H h) | D.-mg(H+h) |
下列关于功和能的说法正确的是( )
A.功就是能,能就是功 |
B.物体做功越多,物体的能就越大 |
C.外力对物体不做功,这个物体就没有能量 |
D.能量转化的多少可用功来量度 |
如图,有一宽为L足够长的光滑水平平行导轨,导轨处于竖直向上匀强磁场中,垂直导轨静止放有两根相同的金属棒,每根棒质量均为M,t =0时刻开始,给金属棒1一水平向右的外力,使金属棒1在很短时间内达到速度v0,之后保持v0不变. 此时棒1成为了一个最简单的发电机,而棒2成为了一个简单电动机,已知t = t0时刻,金属棒2也达到一个稳定的速度,且此过程中导体棒2产生焦耳热为Q,则
A.棒2的稳定速度也为v0 |
B.作用于棒2的安培力做正功,做的功W ="Q" |
C.外力做功为 |
D.作用于棒1的安培力做负功,产生电能E= |
如图所示,在竖直向上的匀强电场中,从倾角为的斜面上的M点水平抛出一个带负电小球,小球的初速度为,最后小球落在斜面上的N点。在已知、和小球所受的电场力大小F及重力加速度g的条件下,不计空气阻力,则下列的判断正确的是( )
A.可求出小球落到N点时重力的功率 |
B.由图可知小球所受的重力大小可能等于电场力 |
C.可求出小球从M点到N点的过程中电势能的变化量 |
D.可求出小球落到N点时速度的大小和方向 |
如上图所示,足够长且电阻不计的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,间距为L=0.5m,一匀强磁场B=0.2T垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.40Ω的电阻,质量为m=0.01kg、 电阻不计的金属棒ab垂直紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑,经过一段时间金属棒达到稳定状态,这段时间内通过R的电量0.3C,则在这一过程中( )(g=10m/s2 )
A.安培力最大值为0.05N, |
B.这段时间内下降的高度1.2m |
C.重力最大功率为0.1w |
D.电阻产生的焦耳热为0.04J |
如图所示,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上,下端固定于地面,一质量为m的带正电小球在外力F的作用下静止于图示位置,小球与弹簧不连接,弹簧处于压缩状态。现撤去力F,小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中,重力、电场力、弹簧弹力对小球做功分别为W1、W2和W3,不计空气阻力,则上述过程中
A.小球与弹簧组成的系统机械能守恒 |
B.小球重力势能的变化为 -W1 |
C.小球动能的变化为W2 |
D.小球机械能的变化为W1+W2+W3 |